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怎么選用電能質(zhì)量分析儀呢
2016-04-02
怎么選用電能質(zhì)量分析儀呢?如同購買商品要關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量一樣，電力作為人類制造的產(chǎn)品同樣有質(zhì)量優(yōu)劣之分。大而言之，電能質(zhì)量分析儀涉及能源與節(jié)能;小而言之，與每個用電者的金錢付出都息息相關(guān)。“電能質(zhì)量”，國之大事，民之大事，不可不察也。
不過，一提到電能質(zhì)量分析儀的測量與治理，人們往往會與昂貴的測量儀表與治理設(shè)備聯(lián)系在一起。誠然，改善供電環(huán)境需要必不可少的投入，但只要合理選用測量儀表與方法、正確采取整改措施，是可以有效控制治理成本的。
本文通過幾款電能質(zhì)量分析儀測量器具在實際中的應(yīng)用，希望為診斷和改善供電環(huán)境提供一些新思路。
一、電能質(zhì)量分析儀評判標準
國家相關(guān)標準是評判電能質(zhì)量優(yōu)劣的基本依據(jù)。我國現(xiàn)行涉及電能質(zhì)量的國家標準有以下6部：
1. 《GB/T 14549-1993|電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》
2. 《GB/T 15945-1995|電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率允許偏差》
3. 《GB/T 15543-1995|電能質(zhì)量 三相電壓允許不平衡度》
4. 《GB/T 12325-2003|電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差》
5. 《GB 12326-2000|電能質(zhì)量 電壓波動和閃變》
6. 《GB/T 18481-2001|電能質(zhì)量 暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓》
我國還為此頒布了《GB/T 19862-2005|電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備通用要求》和《DL/T 1028-2006|電能質(zhì)量測試分析儀檢定規(guī)程》，對“電能質(zhì)量”測量設(shè)備的“質(zhì)量”予以規(guī)定。
全面、準確、定量測量上述所有電能質(zhì)量參數(shù)，并能自動分析獲得數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)提供專業(yè)人員進行人工分析，是對“電能質(zhì)量分析儀”的基本要求。滿足這樣要求的測量器具(圖1.2)，由于設(shè)計、制造、用量等原因，其價格與功能必然成正比。對于發(fā)電、供電企業(yè)及大中型工業(yè)用戶，將功能強大的電能質(zhì)量分析儀表作為電能質(zhì)量的監(jiān)管控制手段是絕對必要的，也能承擔(dān)得起所需費用。
而與發(fā)、供、用電大戶相比，普通工商業(yè)和居民都直接使用民用供電，每戶用電量相對較小，但用戶數(shù)量巨大，用電設(shè)備復(fù)雜，用電環(huán)境極易受污染，電能質(zhì)量一旦出現(xiàn)問題，就會涉及千家萬戶，不僅涉及經(jīng)濟損失，還有可能導(dǎo)致人身傷害。某種意義上，對民用供電環(huán)境進行診斷與治理更加必要和急切。然而，測量成本似乎成為了突出矛盾。
是否有操作簡單、測量準確、無需很多專業(yè)知識就能了解電能質(zhì)量、能快速解決實際問題、一般用戶又能用得起的電能測量工具呢?
二、電能質(zhì)量分析儀測量器具的選用與測量方法
選擇測量器具要根據(jù)測量者對測量參數(shù)的需求而定。根據(jù)上面提到的國標，大體可將電能質(zhì)量測試項目分為兩大類：“穩(wěn)態(tài)漸變指標”和“暫態(tài)瞬變指標”。國標中涉及的：諧波、頻率、電壓不平衡度、電壓偏差屬“穩(wěn)態(tài)漸變指標”;電壓波動和閃變、暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓屬“暫態(tài)瞬變指標”。實際工程應(yīng)用中，對于一般用戶來說并不一定關(guān)心所有電能質(zhì)量參數(shù)，掌握某個或幾個指標就足夠揭示和衡量電能質(zhì)量問題了，利用所獲得的相對簡單的數(shù)據(jù)，同樣能解決電能治理問題。
1、 測量諧波、頻率
供電系統(tǒng)中的非線性負載，使電壓發(fā)生畸變而偏離正弦波形，即形成諧波污染。圖1.1所示的開關(guān)電源輸入端電流波形，是典型的非線性負載的情形。
開關(guān)電源輸入電流的諧波分析
諧波與頻率(高次諧波)是緊密相關(guān)的，因此能測量諧波的儀表都能對交流電頻率進行計量。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國各跨省電力系統(tǒng)頻率的允許偏差都保持在±0.1Hz內(nèi)，在所有電能質(zhì)量參數(shù)中，電壓頻率是最有保障的。
標準電能分析儀
測量工頻電網(wǎng)中的諧波即可用普通示波器觀察波形(時域分析，一般只能得到基波頻率，不能測量諧波成分的頻率。)，也可用頻譜分析儀觀察頻譜(頻域分析)，當(dāng)然專業(yè)電能分析儀能方便快捷地實現(xiàn)這兩種儀表的功能。
諧波監(jiān)測儀
國標規(guī)定低壓供電系統(tǒng)“總諧波含量(THD)”應(yīng)低于5%。對于只需要THD數(shù)據(jù)，不要求知道每個高次諧波含量的用戶，完全可以使用帶THD測試功能，而又不那么昂貴的儀表獲得諧波THD數(shù)據(jù)。這種儀表不僅能實時顯示總諧波含量和基波頻率，還能自動記錄線路上大于標準規(guī)定值的諧波發(fā)生的時間和數(shù)值，為分析故障提供歷史數(shù)據(jù)。
峰值估算
對于只想知道供電系統(tǒng)如是否有諧波，而不要求量化數(shù)據(jù)的用戶，也可以用帶有峰值和有效值測量功能的萬用表，進行簡單評估。由于諧波使交流電波形發(fā)生畸變(圖1.4)，已不再是標準的正弦或余弦波，電壓(流)峰值與有效值間不再有√2 倍的關(guān)系，通過測量并比對電壓峰值和有效值，也能對電源是否含有諧波成分了解一二——比值偏差越大，說明諧波含量越多。普通萬用表的頻率測試也能測量基波頻率。
含有諧波的交流電波形
1.4測量平衡負載下中性線電流
平衡負載情況下，三相四線或三相五線線路中的中性線電流等于0。系統(tǒng)中一旦含有3倍次諧波(3、9、15…等奇次諧波)，諧波電流不但不會互相抵消，反而會疊加在一起(圖1.5)，甚至超過相線電流，造成中性線過載，引起跳閘。
三次諧波在中性線上疊加
出現(xiàn)這種情況時，很容易用普通鉗形電流表測到諧波電流，而無需使用昂貴的專業(yè)儀表。圖1.6所示雙顯示鉗形電流表，充分考慮了現(xiàn)場復(fù)雜惡劣的測量環(huán)境，無論測量位置如何變化，測量者總能從兩個顯示器之一看到讀數(shù)，而且是實時數(shù)據(jù)，克服了“數(shù)據(jù)保持按鈕”的缺點。
電能質(zhì)量分析儀產(chǎn)品鏈接：http://rengken.cn/product/PowerQualityAnalyzer/
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