功率分析仪是用来监测电能质量的工具。电路中电的传输速率称为电功率。电功率以瓦特-焦耳每秒为单位。发电有多种方法。我们在家中使用的电力通常由发电机产生，并通过电网供应给家庭和工业。这项任务是由电力工业来完成的。电能质量的不必要变化可能导致故障或损坏敏感设备。因此，经常性地监测电能质量是至关重要的。
什么是功率分析仪？
功率分析仪，又称电能质量分析仪，是用来监测设备电能质量的设备。电能质量通常被理解为电源/电源与插入的负载之间的兼容性，以便负载能够正常工作。当电能质量较低时，负载可能损坏或发生故障。造成电能质量差的原因有很多。
电压、信号频率和波形是衡量电能质量的主要因素。当电源电压稳定在规定范围内，交流频率稳定且接近额定值且电压曲线平滑时，即认为电能质量良好。
由于供电中断、电压幅值变化、暂态电流、交流电源谐波升高等原因，电能质量可能会发生变化。对于电能质量故障排除，功率分析仪有助于校准和消除电力中出现的电压骤降、膨胀、谐波、不平衡等问题。
电路图
为了了解功率分析仪的工作原理，让我们看看它的电路。
功率分析仪电路图
典型的功率分析仪由两个隔离的电压和电流输入通道组成。电压输入有一个衰减器，电流输入有一个内置的电流分流器。对这些输入信号进行高速采样处理。它还包含一个FPGA单元来连接所有其他单元。提供了一个的CPU，它从DSP接收输入，用于显示结果、存储结果并通过无线信道传输。
功率分析仪连接
在电力工业中，电力是由发电机产生的。然后这些电能在输电线路上传输，通过这个网络进行分配，到达终端用户附近的电能表。为了有效监测网络中的电力，功率分析仪安装在三个重要位置——主配电盘、配电盘、二次配电盘。
电源-该阶段由高性能设备组成，需要的监控。在此阶段使用的功率分析仪必须具有附加功能。
配电盘-在此阶段，功率分析仪专门用于记录电气参数，并在发现任何异常情况时报告警报。
次级配电盘——这些功率分析仪专用于监测和记录连接到传输线末端的负载数据。这些提供了有关每个负载的状态和功耗的完整信息。
测量电参数有两种方法。直流测量-对于这种类型的测量电路应该是开路的。间接电流测量-在这里，电流互感器夹具连接到导线上以测量电流。根据操作领域的不同，有不同类型的功率分析仪用于不同的应用。
对于维护和检查任务，好使用带夹具的功率分析仪。这些不需要任何额外的连接。三相功率分析仪有三个夹具同时测量输入。
如果测量电流在功率分析仪大额定输入电流范围内，则载流电缆可直接连接到功率分析仪输入端。如果测量电流超过额定输入限值，则使用外部电流互感器将电流转换为电压或电流信号，以便功率分析仪直接测量。
功率分析仪工作原理
功率分析仪用于测量交流电路（AC）或直流系统（DC）中的电能质量。在测量交流电路的电能质量时，它使用了不同的电路考虑因素。
现代功率分析仪是便携式的，可以使用无线媒介传输信息。分析仪的每个通道都有一个开关，可以连接到内部或外部衰减器，以获得电压和电流特技。接着是高阻抗缓冲器、一系列增益级和A/D转换器。
数字信号处理器控制所处理输入的增益和A/D转换。前部提供了一个自动调零开关，以确保直流。
该功率分析仪可测量各种参数，如W、VA、VAr、功率因数、相位、真均方根值、基波谐波、TIF、阻抗、电压浪涌等。功率分析仪的整个操作可通过串行接口、LAN或GPIB接口进行控制。
这里使用的电流分流器提供非常宽的带宽和小的相移。电压衰减器有助于实现与电流分流响应相匹配的宽带宽响应。在这里，两个通道都是数字校准，不需要任何物理调整。
通常，测量电信号的真有效值时间周期是任何测量仪器的关键任务。当应用于交流信号时，这种测量就成为一项复杂的任务。
当涉及到交流信号来计算交流波形的真有效值时，必须计算整个交流频率周期的平均值。这就是电路的基频。
交流功率分析仪以模拟波形显示输出。这里使用内置示波器来显示输出。对于直流功率分析仪，显示器用于显示数字。
高级功率分析仪
除了功率测量，一个创新的功率分析仪可以提供其他各种因素的信息。这些的功率分析仪通常用于测量机械能值，如扭矩和转速。这些被认为是制造应用中的关键因素。
这为测量机电系统的性能和效率提供了数据。高级功率分析仪执行的一些附加计算包括：
效率映射。
快进变换。
谐波分析。
基本力量。
RMS值。
空间矢量和DQ电流，以及极坐标图和对称图
功率分析仪测量
根据制造商和型号的不同，功率分析仪可以进行各种测量。但是每个功率分析仪必须计算的典型测量值有电压、电流、功率、电压峰值参数、平均参数、均方根值、谐波、相位等。。现代功率分析仪通常具有存储数据和记录数据的能力。这些数据通常存储在船上，以后可以下载或显示在屏幕上。
功率分析仪还可以通过以太网或USB与其他计算机进行数据通信或共享，以进行进一步的分析。
应用
随着电子产品使用量的增加和电力负荷灵敏度的提高，电能质量测量已成为一项重要的任务。功率分析仪的其他一些应用如下：
确定电气问题。
记录所消耗电能的总成本。
实时获取各种电气变量的信息，以达到大的能源效率。
控制和减少不必要的用电。
用于变速电机驱动分析的功率测量。
测量LED驱动器的效率和电能质量。
使用备用电源分析软件。
公用事业、变电站、电力工业包括各种变压器、发电机和配电网。为了保持此类系统的理想功能，有必要对功率分析仪等设备进行定期监测和故障排除。只需连接工具，以数字或图形方式查看状态，记录数据，并与其他系统共享以进行进一步分析。
制造商面临的电气问题可能导致生产率和机器性能下降，同时增加电气成本。在这种情况下，一个好的功率分析器可以帮助捕捉、解释和诊断问题。