怎么选用电能质量分析仪呢
2016-04-02
怎么选用电能质量分析仪呢?如同购买商品要关注产品质量一样，电力作为人类制造的产品同样有质量优劣之分。大而言之，电能质量分析仪涉及能源与节能;小而言之，与每个用电者的金钱付出都息息相关。“电能质量”，国之大事，民之大事，不可不察也。
不过，一提到电能质量分析仪的测量与治理，人们往往会与昂贵的测量仪表与治理设备联系在一起。诚然，改善供电环境需要必不可少的投入，但只要合理选用测量仪表与方法、正确采取整改措施，是可以有效控制治理成本的。
本文通过几款电能质量分析仪测量器具在实际中的应用，希望为诊断和改善供电环境提供一些新思路。
一、电能质量分析仪评判标准
国家相关标准是评判电能质量优劣的基本依据。我国现行涉及电能质量的国家标准有以下6部：
1. 《GB/T 14549-1993|电能质量 公用电网谐波》
2. 《GB/T 15945-1995|电能质量 电力系统频率允许偏差》
3. 《GB/T 15543-1995|电能质量 三相电压允许不平衡度》
4. 《GB/T 12325-2003|电能质量 供电电压允许偏差》
5. 《GB 12326-2000|电能质量 电压波动和闪变》
6. 《GB/T 18481-2001|电能质量 暂时过电压和瞬态过电压》
我国还为此颁布了《GB/T 19862-2005|电能质量监测设备通用要求》和《DL/T 1028-2006|电能质量测试分析仪检定规程》，对“电能质量”测量设备的“质量”予以规定。
全面、准确、定量测量上述所有电能质量参数，并能自动分析获得数据或将数据提供专业人员进行人工分析，是对“电能质量分析仪”的基本要求。满足这样要求的测量器具(图1.2)，由于设计、制造、用量等原因，其价格与功能必然成正比。对于发电、供电企业及大中型工业用户，将功能强大的电能质量分析仪表作为电能质量的监管控制手段是绝对必要的，也能承担得起所需费用。
而与发、供、用电大户相比，普通工商业和居民都直接使用民用供电，每户用电量相对较小，但用户数量巨大，用电设备复杂，用电环境极易受污染，电能质量一旦出现问题，就会涉及千家万户，不仅涉及经济损失，还有可能导致人身伤害。某种意义上，对民用供电环境进行诊断与治理更加必要和急切。然而，测量成本似乎成为了突出矛盾。
是否有操作简单、测量准确、无需很多专业知识就能了解电能质量、能快速解决实际问题、一般用户又能用得起的电能测量工具呢?
二、电能质量分析仪测量器具的选用与测量方法
选择测量器具要根据测量者对测量参数的需求而定。根据上面提到的国标，大体可将电能质量测试项目分为两大类：“稳态渐变指标”和“暂态瞬变指标”。国标中涉及的：谐波、频率、电压不平衡度、电压偏差属“稳态渐变指标”;电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压属“暂态瞬变指标”。实际工程应用中，对于一般用户来说并不一定关心所有电能质量参数，掌握某个或几个指标就足够揭示和衡量电能质量问题了，利用所获得的相对简单的数据，同样能解决电能治理问题。
1、 测量谐波、频率
供电系统中的非线性负载，使电压发生畸变而偏离正弦波形，即形成谐波污染。图1.1所示的开关电源输入端电流波形，是典型的非线性负载的情形。
开关电源输入电流的谐波分析
谐波与频率(高次谐波)是紧密相关的，因此能测量谐波的仪表都能对交流电频率进行计量。根据统计数据，我国各跨省电力系统频率的允许偏差都保持在±0.1Hz内，在所有电能质量参数中，电压频率是最有保障的。
标准电能分析仪
测量工频电网中的谐波即可用普通示波器观察波形(时域分析，一般只能得到基波频率，不能测量谐波成分的频率。)，也可用频谱分析仪观察频谱(频域分析)，当然专业电能分析仪能方便快捷地实现这两种仪表的功能。
谐波监测仪
国标规定低压供电系统“总谐波含量(THD)”应低于5%。对于只需要THD数据，不要求知道每个高次谐波含量的用户，完全可以使用带THD测试功能，而又不那么昂贵的仪表获得谐波THD数据。这种仪表不仅能实时显示总谐波含量和基波频率，还能自动记录线路上大于标准规定值的谐波发生的时间和数值，为分析故障提供历史数据。
峰值估算
对于只想知道供电系统如是否有谐波，而不要求量化数据的用户，也可以用带有峰值和有效值测量功能的万用表，进行简单评估。由于谐波使交流电波形发生畸变(图1.4)，已不再是标准的正弦或余弦波，电压(流)峰值与有效值间不再有√2 倍的关系，通过测量并比对电压峰值和有效值，也能对电源是否含有谐波成分了解一二——比值偏差越大，说明谐波含量越多。普通万用表的频率测试也能测量基波频率。
含有谐波的交流电波形
1.4测量平衡负载下中性线电流
平衡负载情况下，三相四线或三相五线线路中的中性线电流等于0。系统中一旦含有3倍次谐波(3、9、15…等奇次谐波)，谐波电流不但不会互相抵消，反而会叠加在一起(图1.5)，甚至超过相线电流，造成中性线过载，引起跳闸。
三次谐波在中性线上叠加
出现这种情况时，很容易用普通钳形电流表测到谐波电流，而无需使用昂贵的专业仪表。图1.6所示双显示钳形电流表，充分考虑了现场复杂恶劣的测量环境，无论测量位置如何变化，测量者总能从两个显示器之一看到读数，而且是实时数据，克服了“数据保持按钮”的缺点。
电能质量分析仪产品链接：http://www.hncsw.net/product/PowerQualityAnalyzer/
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