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功率分析仪的积分功能——高精度的积分结果对功耗分析的关键影响,该如何解决?

2022-03-07 来源: YIQIFUWU宜器服务网 阅读量 :

功率分析仪和功率计都是以测量功率为主,同时它们所具备的功能性也有许多相同之。例如市面上的多数功率计/功率分析仪都具有积分功能,是不是对这个功能比较陌生但是又比较好奇它的用途。一起来揭晓答案吧~


HMC8015.jpg

【展示图片,并不代表具有积分功能】



可以简单的理解为进行电流积分时得到的是电量,比如:一般经常提到的某电池的容量是2000毫安时(mAh),在此代表的则是电池的电量:


电池的电量.png


假如对有功功率进行积分,得出的则是功耗或是能耗,例如某个电器耗了10度电(1度电=1千瓦时kWh):


功耗.png


在低碳环保的全力推动下,低能耗将成为产品重要的竞争力。其中电动汽车和储能系统重要组成部分的动力电池,充放电特性则是其中非常关键的性能指标。所说的这些都将需要使用积分功能。


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面对长时间运行且功率波动较大的用电设备,测量其功耗通常可以更准确、快速地反映设备的用电效率。因此高精度的积分结果对于功耗分析是十分关键的。但是应该怎样获得高精度的积分结果呢?



无死区积分


当然也有少数人感觉功率积分非常简单,直接用功率分析仪获得的功率值乘以测量时间,再累加到一起就可以得出功耗值了。


这种的计算方法也不是不正确,可以得出的功耗值精度会比较差,特别是面对功率波动比较大的场景。原因如下:


1646639010313435.png

当用电设备进入待机状态,实现节能,而功率消耗不断变化。


功率计或功率分析仪在计算交流信号的功率时,会在规定的数据更新周期内取电压或是电流的完整周期内的采样点去计算电压有效值Urms、电流有效值Irms和有功功率值P等参数,如下所示中的阴影部分。在数据更新周期不是信号周期的整倍数时,整周期之外的采样点就会被舍弃(即死区),不参与功率值的计算,如下图空白部分。


因此,死区内出现的功率波动不会表现在有功功率值上。假如我们直接用有功功率值累加的方法去计算功耗,将会产生误差。功率波动越大,误差则越大。


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横河的WT系列功率分析仪的功率积分功能是对积分期间所有的采样点进行积分运算,不存在死区,如下图所示。使用这样的功率积分值除以积分时间就能够得到非常准确的平均功率值。


平均功率值.png



积分期间自动调零


除了避免在积分时出现死区之外,可以在积分过程中进行自动调零对保证积分精度同样也是十分重要。


在某些特殊情况下,需要进行长时间的积分来进行功耗的测量,例如光伏、风电的运行监测,家电的待机功耗测试,动力电池的性能测试等等。在上述情况中,保证环境温度长时间稳定是非常困难的,因此不能避免地带来由环境温度变化产生的零点漂移。假如不可以及时调零,将会因为零漂累积到积分结果中,误差则会不断累积。


WT5000功率分析仪具有积分期间自动调零的功能。当打开该功能后,WT5000在积分时将每间隔1小时进行一次自动调零。此功能能够保证WT5000在恶劣的环境下也可以最大限度地减少因为零漂产生的积分误差。


WT5000.png



WT5000或是WT1800E还有以下几个设置,它们可以让积分功能更加方便易用:


除了手动开始和停止积分之外,还能够依照指定积分时长自动停止积分,按照指定时长循环积分,或按照设置的日期时间开始和停止积分。


积分独立控制功能。面对每个输入通道也能够进行独立的积分启停控制,甚至是可以在三相接线组中的每一相也可以独立控制。


可以对每个输入通道单独设置为买电/卖电或充电/放电模式。


假如正在设置功率分析仪时却因电源故障或断电而关闭再重新打开时,应该怎样恢复积分操作?即便面临突然断电,依旧能够在重新上电时显示断电前的积分结果。同时可以设定重新上电后是否继续积分。此方法对于无人值守时进行积分非常适用。


可以对视在功率S和无功功率Q进行积分。


功率S和无功功率Q积分.png


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