不一樣的二瓦計法

　　二瓦計法是一種非常常見的測量方法，由于在三相測量中可以節省一組電壓電流測量傳感器，能節約很大一部分成本，所以在很多場合二瓦計法都有應用。

　　很多功率分析儀都有二瓦計法的功能，方法大同小異，但是WP4000的二瓦計法有別于其他功率分析儀。

一二瓦計法的測量原理

二瓦計法的測量原理

　　如圖所示，這是一個典型的二瓦計法測試原理圖，采用兩個功率表分別測量A相和C相的電壓、電流信號，然后根據基爾霍夫定律分別計算出B相的電壓和電流，從而得到三相電壓、電流的幅值、相位參數。

　　附：

　　基爾霍夫電流定律：電路中任一個節點上，在任一時刻，流入節點的電流之和等于流出節點的電流之和。

　　基爾霍夫電壓定律，任何一個閉合回路中，各元件上的電壓降的代數和等于電動勢的代數和，即從一點出發繞回路一周回到該點時，各段電壓的代數和恒等于零，即∑U=0。

　　二瓦計法的理論依據是基爾霍夫電流定律，即：在集總電路中，任何時刻，對任意結點,所有流入流出結點的支路電流的代數和恒等于零。也就是說，兩根火線的流入電流等于第三根火線的流出電流，或者說，三根火線的電流的矢量和等于零，即：

　　ia+ib+ic=0　　(1)

　　假設三相負載的中線為N，依據電壓的定義：

　　uab=uan-ubn，ucb=ucn-ubn　　(2)

　　三相瞬時功率：

　　p=uan*ia+ubn*ib+ucn*ic，　　(3)

　　將式(1)和式(2)代入式(3)，得：

　　p=uan*ia+(-ubn*ia+ubn*ia)+ubn*ib+ucn*ic

　　=uab*ia+ubn(ia+ib)+ucn*ic

　　=uab*ia+ubn(-ic)+ucn*ic

　　=uab*ia+ucb*ic。

　　有功功率等于瞬時功率在一個周期內求積分再求平均，得到：

　　P=P1+P2

　　P為三相電路有功功率的總和，P1為uab*ia在一個周期內的積分的平均值，P2為ucb*ic在一個周期內的平均值。在正弦穩態電路中：

　　P=UAB*IA*cosφAB+UCB*IC*cosφCB

　　即：

　　P1=UAB*IA*cosφAB

　　P2=UCB*IC*cosφCB

　　式中，UAB、IA、UCB、IC均為正弦電壓電流的有效值，φAB為UAB和IA的相位差，φCB為UCB和IC的相位差。

　　從變換的公式中可以看出，采用這種方法進行三相總功率測量時，只需要測量兩個電壓和兩個電流，這就是二瓦計法的推導原理及由來。

　　二瓦計法測量時，三相電路總功率等于兩塊功率表的功率之和，每塊功率表測量的功率本身無物理意義。

　　由于二瓦計法的理論依據是基爾霍夫定律，適用于在三相回路中只有三個電流存在的場合，如：

　　1、三相三線制接法中線不引出(只能采用兩瓦計法);

　　2、三相三線制接法中線引出但不與地線或試驗電源相連的場合，與是否三相平衡無關。

　　在實際應用中，二瓦計法有誤區常常被錯誤認為只適合于三相對稱電路的功率測量。根據基爾霍夫定律，并沒有要求三相對稱，只有ia+ib+ic=0的假設。換句話說，只要滿足基爾霍夫定律，測量的精度完全可以滿足需求，與是否三相平衡無關。

　　相比于其他功率分析儀需要增加delta選件用于二瓦計法不同，WP4000自帶delta運算功能，通過選擇不同的線路圖就可以實現二瓦計法，使用簡單靈活，無需配置選件而增加額外的成本。