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用电设备对电网供电质量影响的测量

作者:时间:2011-02-28来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/195080.htm

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图4电压波动和闪烁线路

(a)单相(b)三相

图中:EUT被试设备M设备

G电源S由电压发生器和阻抗Z组成的电源

参考阻抗在50Hz下:

单相电源RA=0.4Ω,JXA=0.25Ω

三相电源RA=0.24Ω,JXA=0.15Ω

RN=0.16Ω,JXN=0.1Ω

最大相对电压变化特性dmax:指电压变化特性的最大与最小有效值之差与额定电压的百分比,标准规定不得大于4%。

(2)闪烁

闪烁分短期闪烁与长期闪烁两种:

●短期闪烁Pst:是在短时间内(10min内)所评估出来的闪烁程度,用Pst=1作为闪烁刺激的阈值。Pst实际上是模拟人对50Hz中工作在230V交流电压下60W的白炽灯在电压波动情况下所产生的闪烁感受程度,如图3所示。

●长期闪烁PLt:指在较长时间内(2h内)所评估出来的闪烁程度,标准用PLt=0.65作为闪烁刺激的阈值。

3.2方法

关于电压波动和闪烁,在标准中提到的评估方法有3种可以替代的方法,分别是直接测量法、模拟法、分析法。其中使用闪烁测量仪器的直接测量法是一种基准的测量方法。

3.3测量线路

直接测量法的测量线路如图4所示。

(1)交流试验电源

试验电源的开路电压应等于设备额定电压,电压稳定度保持在±2%以内;频率稳定度为额定频率(50Hz)的±0.5%,电源的电压谐波失真应小于3%。此外试验电源本身的最大短时闪烁Pst要小于0.4。并且要求在试验前、后都作校验。

(2)参考阻抗

由于电压波动和闪烁是靠监测负载端的电压变化来确定的,故测试中必须选择合适的线路阻抗作为统一的参考阻抗。线路的总阻抗(包括电源内阻抗和参考阻抗在内)应当合适,保证在整个评估测量中达到±8%的总体精度。

当电源阻抗值未知时,就必须在电源和被试设备之间加入由电阻和电感组成的参考阻抗,测量应参考阻抗的电源端和被试设备端分别进行,并规定从电源端测得的相对电压变化最大值dmax1,应当比被试设备端测得的最大值dmax2小20%。

(3)测量仪器与测量精度

尽管标准列举了多种评估被试设备的电压波动和闪烁的方法,但直接测量法是标准规定的基准测试方法。标准对测量仪器的要求是:电流幅值的测量精度应在±1%以内。如果不测电流的实部和虚部,而是测量其相位角,则相位测量误差不得超出±2°,相对电压变化的测量精度要优于±8%。

3.4测试中的一些规定

(1)限值测试仅适用于被试设备的电源端子。

(2)对紧急开关和紧急中断的情况,限值不适用。

(3)对一次运行时间超过30分钟的设备,一般要作PLt的评估。

(4)当电压变动是由人为开关电源引起的,或发生率低于每小时1次,可不考虑Pst和PLt;电压变动的3项指标也可放宽至限值的1.33倍。

(5)在作Pst和PLt评估时,要保证试品的工作循环中包括了最严重的电压变化过程。

(6)在Pst的评估中,工作循环要连续不断地重复。若设备的运行周期低于观察周期,且试品在运行结束时自动关机,则重新启动设备所要的最短时间应包含在观察周期内。

(7)在PLt的评估中,当设备的运行周期低于2h,且试品平时不经常连续工作时,则可不再重复工作循环。

(8)当被试设备有多个分立控制电路时,如果每个控制电路都可以单独工作,而且都不在同一时刻做开关控制时,那么每个电路都可认为是单独设备来进行测试(反之,如果这些分立电路的控制是同时进行的,那么这个组合仍作单个设备来进行测试)。

(9)对于电动机,可使用堵转方式进行测量,以确定发生在电动机起动阶段电压变动的最大值dmax。

(10)对三相平衡设备,可以测量相线中某一相对中线的电压变化。但对三相不平衡设备,则应当测试每一相对中线的电压变化。

(11)试品应在生产厂家提供的测试条件下进行测试,测试前应先对电动机进行预驱动,以确保得到的是相应于正常使用时的结果。

4实用测试系统简介

当今世界上主要仪器供应商提供的谐波、电压波动与闪烁测量的仪器和测试方法无一例外地是采用了标准试验电压源和以时域分析的离散型傅立叶变换器为主的多功能测试仪器的组合,只不过有的公司把两个功能部分组合在一台仪器中。有的公司则用两台独立仪器组成一个系统,分开时可各有应用领域,组合时则可完成IEC61000-3-2和IEC61000-3-3标准的测试要求。

上海三基提供的是后一种测试系统,分别由6630多功能分析仪和6530交流电源发生器组成。

6630多功能分析仪除拥有传统电源分析仪器的交流有效值电压、峰值电压、交流有效值电流、峰值电流、有功功率、功率因数、波形系数和频率测量外,为了顺应电力电子产品多元化的应用及对相应国际标准贯标的要求,还有电压谐波、电流谐波、电压波动、电压闪烁的测量,结果有自动记录并对波形有分析功能。

6530可程式交流电源发生器是运用了先进的PWM技术设计出来的高性能价格比的电源产品,它提供纯净的交流电源与6630多功能分析仪配合后可完成谐波、电压波动和闪烁的测量。

其实6530可程式交流电源除了上述使用外,它还可以作为一台多功能的交流电源来使用,例如它所提供的输出电压有效值为(0~300)V;频率为(15~2000)Hz,故除满足(47~63)Hz的商业要求外,更可适用于要求频率为400Hz以上的海军和航空场合的需要,其低频输出也可用于电动机或空调压缩机的20Hz频率测试。6530的输出是非常纯净的正弦波或方波(波形失真度小于0.5%)。

此外,由于6530可程式交流电源采用的是数字频率合成技术,因此6530可程式交流电源亦可模拟各种电源干扰、突波、噪声的注入角度、电压及频率的缓升与缓降。6530的这一特点可以满足IEC61000-4-11(1994)(等同的我国国家标准为GB/T17626.11-1998)的要求,作电子设备对电源电压瞬时跌落、短时中断和电压渐变的抗扰度试验。

上述6630和6530仪器均设有RS-232和IEEE488接口,通过这些接口可以与计算机配合组成一个全自动的测试系统。

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