電能質(zhì)量的測量
1. 測量任務(wù)
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201282.htm測量電網(wǎng)電能質(zhì)量首先要選擇合適的測量儀器,明確測量任務(wù)、電網(wǎng)條件和互感器接線情況。測量項目對應(yīng)的頻率和幅值范圍見圖1。
圖1. 測量頻率和幅值范圍
諧波和中間諧波的測量頻率范圍在50Hz~2kHz之間,有時達(dá)到2.5kHz。高于2.5kHz的頻率目前標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定。諧波電壓的幅值最大約為10%電網(wǎng)額定電壓,而諧波電流值有時達(dá)到或者超過額定電流值。
如果出現(xiàn)頻率小于50Hz的諧波,稱為分?jǐn)?shù)次諧波,即在0Hz~50Hz之間,幅值范圍和諧波電壓相同,而諧波電流則小于額定電流。
閃變的變化范圍在>0Hz~35Hz之間,電壓幅值約為額定電壓的4%以下。
電壓波動是變量,頻率基本不變,其幅值一般在幾個百分?jǐn)?shù)。
電壓不對稱在幾個百分比之間變化。上述百分比均為與電網(wǎng)額定電壓的百分比。
表1 測量值
2. 測量過程和掃描頻率
目前主要使用數(shù)字式測量儀器,測量精度取決于模數(shù)轉(zhuǎn)換的幅值分解和掃描頻率、通道數(shù)和數(shù)據(jù)存儲功能。數(shù)字測量儀器可以將測量值按12、14甚至16Bit進(jìn)行分解。輸入量分解為2.048,8.192,32.768等級,測量值標(biāo)記使用1個Bit。掃描頻率采用Shannon掃描理論,即掃描頻率至少為2倍的被測量信號的頻率,實際可以達(dá)到3~4倍。儀器至少可以分析到40次諧波,50Hz電網(wǎng)掃描頻率至少為8kHz,60Hz電網(wǎng)掃描頻率至少為9.6kHz。如果儀器有多個通道,則每個通道的掃描頻率必須相同。諧波測量時測量信號的基波頻率需要與掃描頻率同步化。為此設(shè)置PLL電路用于產(chǎn)生掃描和控制頻率。注意此處并沒有時間的概念,因為掃描頻率是電網(wǎng)頻率的多倍。測量后的準(zhǔn)確配置需要附加電路。
3. 測量準(zhǔn)確度要求
電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了對諧波分析儀器的具體要求,傅立葉級數(shù)的分析周期(即時間)必須與測量目的相吻合。具體要求見表2。
表2 諧波測量推薦分析周期
A級儀表用于實驗室,B級用于現(xiàn)場測量。儀器測量誤差角度小于+/-5º,或者小于h1º,h為諧波次數(shù)。見圖2。
圖2 諧波測量的準(zhǔn)確度要求
4. 電流電壓互感器
測量系統(tǒng)必須根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中準(zhǔn)確度要求確定頻率和幅值范圍。一個完整的測量系統(tǒng)包括電流電壓互感器,中間互感器,計算和計值部分,見圖3。只有儀器的參數(shù)設(shè)定符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的參數(shù),測量結(jié)果才具有重現(xiàn)性和可比較性。
-- 低壓
低壓系統(tǒng)的電流電壓互感器比較好配置,例如電流測量鉗和帶電壓輸出的電流測量鉗,以及Rogowski線圈都可以使用。幅值誤差小于1.5%,角度誤差小于15º。
-- 中壓
電壓互感器在1kHz以下的測量誤差小于5%,至700Hz角度誤差小于5º。電流互感器在1.5kHz以下基本可以保證測量精度。
-- 高壓
電壓互感器在500Hz以下的測量誤差小于5%。電流互感器在整個諧波范圍內(nèi)適于測量。如果需要準(zhǔn)確的測量電壓,需要使用電阻分壓器(Un1kV)或者電容分壓器(Un>1kV)。
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