現(xiàn)代化的技術、政府法規(guī)及商業(yè)趨勢使得對功率計校準的需求越來越旺盛。為了幫助用戶更好的開展功率校準工作，我們詳述了功率測量的基礎，并且以福祿克55XX系列多產(chǎn)品校準器為例，介紹了功率計的校準。

功率測量基礎

功率、電壓和電流

大多數(shù)功率計獨立測量電壓和電流，并以瓦特為單位顯示功率。而大多數(shù)電壓表采用機電或模/數(shù)轉換技術來確定電壓幅值。電流單位是安培(A)，測量方式有兩種：

1、許多電流表使用鉗在電力線上的線圈來感應電流。該電流鉗可以是獨立的，也可以是儀表的一部分。線路中的電流在電流鉗中感應出一個成比例的電壓 (一般為1mV/1A)。對于較小的電流，電力線中的電流可通過儀表中的分流電阻測量分流電阻測量其上的電壓降來確定。

2、電流/功率鉗直接測量有功功率，為儀表提供一個成比例的電壓。

相位偏移

負載或線路電抗造成交流電流相位發(fā)生偏移，不再與電壓嚴格同相；電流比電壓超前或滯后。發(fā)生這種情況時，送至負載的有效能量或功率就會減小。現(xiàn)代化的功率計除了有功功率外還提供相位角和/或功率因數(shù)指示(見圖1)。

諧波

現(xiàn)代化電子設備吸收電流的方式為突發(fā)脈沖，而非平穩(wěn)的正弦波方式。這會造成電流波形失真，進而引起較高頻率的諧波電流流入至電力系統(tǒng)的其他部分。諧波會造成變壓器和中性線過熱、斷路器跳閘，以及影響計算機和感應電機。諧波頻率是基頻的整數(shù)倍。部分供電電流的頻率為諧波頻率。往往大部分諧波能量為3次諧波，較小能量為高次諧波。(見圖2)。

為確定是否發(fā)生諧波失真，首先用平均響應儀表測量電流，然后再利用真有效值儀表測量電流(真有效值儀表響應諧波的方式不同于平均響應儀表)。將第一次測量值除以第二次測量值。如果比值為1，則說明諧波失真很小或沒有失真。如果存在問題，可用手持式諧波分析儀確定問題的嚴重程度。為獲得較高效率，配電系統(tǒng)常采用三相方式。理想情況下，三相系統(tǒng)中每相的相位差為120度(1/3周)，每條線路的功率為總功率的1/3。然而，由于負載引起的功率因數(shù)、諧波以及負載電流不同，所以三相中每相交付的功率可能不同。此外，三相系統(tǒng)的相序旋轉可能不是嚴格的120度，從而產(chǎn)生了相位不平衡。

頻率

最常見頻率為50-60Hz。海洋船舶和航空飛行器往往為400Hz。為提高效率，熒光燈內(nèi)部使用的頻率要高得多。

校準功率儀器

高準確度功率計和功率分析儀測量有功和視在功率、功率因數(shù)、頻率和相位，以及寬頻率范圍的諧波問題。具有各種顯示和計算能力的多種測量功能，已經(jīng)使這些儀器成為診斷故障、服務和維修的尖端工具。隨著對電力系統(tǒng)檢測和診斷的重視程度越來越高，通過校準來確保工具的準確度就越來越重要。功率儀器校準帶來了一系列挑戰(zhàn)。

單校準器和雙校準器方案的比較

校準功率計的一種方法是采用兩臺或多臺儀表校準器。這種方案設置復雜，存在需將兩臺儀器的相位鎖定且難以改變相位的問題。有些校準器不具備完全校準所需的電壓或電流量程，難以實現(xiàn)自動化。

大多數(shù)校準實驗室管理人員都希望用最少的設備、培訓和支持成本即可滿足要求。FlukeCalibration55XX系列多產(chǎn)品校準器就是以此為宗旨設計的，可同時輸出電壓和電流(或電壓加電壓)，具有高精度相位控制、多種波形，以及發(fā)生諧波的功能，是校準單相低頻功率計和功率分析儀的全面解決方案。