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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(gòu)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?jī)?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(gè)用電者的金錢付出都息息相關(guān)。“電能質(zhì)量”，國(guó)之大事，民之大事，不可不察也。
不過(guò)，一提到電能質(zhì)量分析儀的測(cè)量與治理，人們往往會(huì)與昂貴的測(cè)量?jī)x表與治理設(shè)備聯(lián)系在一起。誠(chéng)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(cè)量?jī)x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(guò)幾款電能質(zhì)量分析儀測(cè)量器具在實(shí)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(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)判電能質(zhì)量?jī)?yōu)劣的基本依據(jù)。我國(guó)現(xiàn)行涉及電能質(zhì)量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)和閃變》
6. 《GB/T 18481-2001|電能質(zhì)量 暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓》
我國(guó)還為此頒布了《GB/T 19862-2005|電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求》和《DL/T 1028-2006|電能質(zhì)量測(cè)試分析儀檢定規(guī)程》，對(duì)“電能質(zhì)量”測(cè)量設(shè)備的“質(zhì)量”予以規(guī)定。
全面、準(zhǔn)確、定量測(cè)量上述所有電能質(zhì)量參數(shù)，并能自動(dòng)分析獲得數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)提供專業(yè)人員進(jìn)行人工分析，是對(duì)“電能質(zhì)量分析儀”的基本要求。滿足這樣要求的測(cè)量器具(圖1.2)，由于設(shè)計(jì)、制造、用量等原因，其價(jià)格與功能必然成正比。對(duì)于發(fā)電、供電企業(yè)及大中型工業(yè)用戶，將功能強(qiáng)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(duì)必要的，也能承擔(dān)得起所需費(fèi)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(duì)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(wèn)題，就會(huì)涉及千家萬(wàn)戶，不僅涉及經(jīng)濟(jì)損失，還有可能導(dǎo)致人身傷害。某種意義上，對(duì)民用供電環(huán)境進(jìn)行診斷與治理更加必要和急切。然而，測(cè)量成本似乎成為了突出矛盾。
是否有操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、無(wú)需很多專業(yè)知識(shí)就能了解電能質(zhì)量、能快速解決實(shí)際問(wèn)題、一般用戶又能用得起的電能測(cè)量工具呢?
二、電能質(zhì)量分析儀測(cè)量器具的選用與測(cè)量方法
選擇測(cè)量器具要根據(jù)測(cè)量者對(duì)測(cè)量參數(shù)的需求而定。根據(jù)上面提到的國(guó)標(biāo)，大體可將電能質(zhì)量測(cè)試項(xiàng)目分為兩大類：“穩(wěn)態(tài)漸變指標(biāo)”和“暫態(tài)瞬變指標(biāo)”。國(guó)標(biāo)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(biāo)”;電壓波動(dòng)和閃變、暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓屬“暫態(tài)瞬變指標(biāo)”。實(shí)際工程應(yīng)用中，對(duì)于一般用戶來(lái)說(shuō)并不一定關(guān)心所有電能質(zhì)量參數(shù)，掌握某個(gè)或幾個(gè)指標(biāo)就足夠揭示和衡量電能質(zhì)量問(wèn)題了，利用所獲得的相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，同樣能解決電能治理問(wèn)題。
1、 測(cè)量諧波、頻率
供電系統(tǒng)中的非線性負(fù)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(kāi)關(guān)電源輸入端電流波形，是典型的非線性負(fù)載的情形。
開(kāi)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(cè)量諧波的儀表都能對(duì)交流電頻率進(jìn)行計(jì)量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)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(biāo)準(zhǔn)電能分析儀
測(cè)量工頻電網(wǎng)中的諧波即可用普通示波器觀察波形(時(shí)域分析，一般只能得到基波頻率，不能測(cè)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(shí)現(xiàn)這兩種儀表的功能。
諧波監(jiān)測(cè)儀
國(guó)標(biāo)規(guī)定低壓供電系統(tǒng)“總諧波含量(THD)”應(yīng)低于5%。對(duì)于只需要THD數(shù)據(jù)，不要求知道每個(gè)高次諧波含量的用戶，完全可以使用帶THD測(cè)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(shí)時(shí)顯示總諧波含量和基波頻率，還能自動(dòng)記錄線路上大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的諧波發(fā)生的時(shí)間和數(shù)值，為分析故障提供歷史數(shù)據(jù)。
峰值估算
對(duì)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(cè)量功能的萬(wàn)用表，進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)估。由于諧波使交流電波形發(fā)生畸變(圖1.4)，已不再是標(biāo)準(zhǔn)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(guò)測(cè)量并比對(duì)電壓峰值和有效值，也能對(duì)電源是否含有諧波成分了解一二——比值偏差越大，說(shuō)明諧波含量越多。普通萬(wàn)用表的頻率測(cè)試也能測(cè)量基波頻率。
含有諧波的交流電波形
1.4測(cè)量平衡負(fù)載下中性線電流
平衡負(fù)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(huì)互相抵消，反而會(huì)疊加在一起(圖1.5)，甚至超過(guò)相線電流，造成中性線過(guò)載，引起跳閘。
三次諧波在中性線上疊加
出現(xiàn)這種情況時(shí)，很容易用普通鉗形電流表測(cè)到諧波電流，而無(wú)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(chǎng)復(fù)雜惡劣的測(cè)量環(huán)境，無(wú)論測(cè)量位置如何變化，測(cè)量者總能從兩個(gè)顯示器之一看到讀數(shù)，而且是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，克服了“數(shù)據(jù)保持按鈕”的缺點(diǎn)。
電能質(zhì)量分析儀產(chǎn)品鏈接：http://www.mrcaleather.com/product/PowerQualityAnalyzer/
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