怎么選用電能質量分析儀呢
2016-04-02
怎么選用電能質量分析儀呢?如同購買商品要關注產品質量一樣，電力作為人類制造的產品同樣有質量優劣之分。大而言之，電能質量分析儀涉及能源與節能;小而言之，與每個用電者的金錢付出都息息相關。“電能質量”，國之大事，民之大事，不可不察也。
不過，一提到電能質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備聯系在一起。誠然，改善供電環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量分析儀測量器具在實際中的應用，希望為診斷和改善供電環境提供一些新思路。
一、電能質量分析儀評判標準
國家相關標準是評判電能質量優劣的基本依據。我國現行涉及電能質量的國家標準有以下6部：
1. 《GB/T 14549-1993|電能質量 公用電網諧波》
2. 《GB/T 15945-1995|電能質量 電力系統頻率允許偏差》
3. 《GB/T 15543-1995|電能質量 三相電壓允許不平衡度》
4. 《GB/T 12325-2003|電能質量 供電電壓允許偏差》
5. 《GB 12326-2000|電能質量 電壓波動和閃變》
6. 《GB/T 18481-2001|電能質量 暫時過電壓和瞬態過電壓》
我國還為此頒布了《GB/T 19862-2005|電能質量監測設備通用要求》和《DL/T 1028-2006|電能質量測試分析儀檢定規程》，對“電能質量”測量設備的“質量”予以規定。
全面、準確、定量測量上述所有電能質量參數，并能自動分析獲得數據或將數據提供專業人員進行人工分析，是對“電能質量分析儀”的基本要求。滿足這樣要求的測量器具(圖1.2)，由于設計、制造、用量等原因，其價格與功能必然成正比。對于發電、供電企業及大中型工業用戶，將功能強大的電能質量分析儀表作為電能質量的監管控制手段是絕對必要的，也能承擔得起所需費用。
而與發、供、用電大戶相比，普通工商業和居民都直接使用民用供電，每戶用電量相對較小，但用戶數量巨大，用電設備復雜，用電環境極易受污染，電能質量一旦出現問題，就會涉及千家萬戶，不僅涉及經濟損失，還有可能導致人身傷害。某種意義上，對民用供電環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、無需很多專業知識就能了解電能質量、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測量者對測量參數的需求而定。根據上面提到的國標，大體可將電能質量測試項目分為兩大類：“穩態漸變指標”和“暫態瞬變指標”。國標中涉及的：諧波、頻率、電壓不平衡度、電壓偏差屬“穩態漸變指標”;電壓波動和閃變、暫時過電壓和瞬態過電壓屬“暫態瞬變指標”。實際工程應用中，對于一般用戶來說并不一定關心所有電能質量參數，掌握某個或幾個指標就足夠揭示和衡量電能質量問題了，利用所獲得的相對簡單的數據，同樣能解決電能治理問題。
1、 測量諧波、頻率
供電系統中的非線性負載，使電壓發生畸變而偏離正弦波形，即形成諧波污染。圖1.1所示的開關電源輸入端電流波形，是典型的非線性負載的情形。
開關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。根據統計數據，我國各跨省電力系統頻率的允許偏差都保持在±0.1Hz內，在所有電能質量參數中，電壓頻率是最有保障的。
標準電能分析儀
測量工頻電網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)，當然專業電能分析儀能方便快捷地實現這兩種儀表的功能。
諧波監測儀
國標規定低壓供電系統“總諧波含量(THD)”應低于5%。對于只需要THD數據，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數據。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定值的諧波發生的時間和數值，為分析故障提供歷史數據。
峰值估算
對于只想知道供電系統如是否有諧波，而不要求量化數據的用戶，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儀表。圖1.6所示雙顯示鉗形電流表，充分考慮了現場復雜惡劣的測量環境，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，而且是實時數據，克服了“數據保持按鈕”的缺點。
電能質量分析儀產品鏈接：http://www.home-e.net.cn/product/PowerQualityAnalyzer/
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