日志分类:电能质量分析仪

电能质量分析仪 指标检测能力

    电能质量分析仪检测标准一般涉及:谐波电压、谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、三相电压序分量、三相电流序分量、频率偏差、基波有功、基波无功与功率因数、谐波无功、短时间电压闪变、长时间电压闪变、间谐波、电压变动、电压骤升、电压骤降、短时间供电中断等。

    另外,含时间触发功能的装置,一般应包含触发记录的有效指数和触发记录的波形数据。

    电能质量分析仪应该检测或分析上述全部指标并记录触发的事件;同时能实时显示检测信号的波形及矢量图,但不用保存。
电能质量在线检测设备,一般应能检测或分析:谐波电压、谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、三相电压序分量、三相电流序分量、频率偏差、基波有功、基波无功与功率因数、谐波无功、短时间电压闪变、长时间电压闪变、间谐波、电压变动、电压骤升、电压骤降、短时间供电中断等。

    上述检测标准中,谐波无功、谐波无功(含量值及方向)是谐波损耗评价的重要依据。

    交流电弧炉的负载特性中,间谐波表示较为明显,为正确分析此类负载特性中的间谐波,用于检测的分析仪或在线检测装置最好能具备间谐波的检测功能。

电能质量分析仪 信号输入

   电能质量分析仪在线检测装置的信号输入应是多组三相通道,即一台装置同时检测多段母线电压和多条线路电流。目前,单台装置能实现一个变电所内全部母线电压和主要进出线电流的电能质量在线检测,性价比很高。

    电能质量在线检测装置的信号输入端子,应固定式连接,用螺钉压紧。电流信号一般采用回路串联法,当然,如电流通道数量较少,也可采用电流钳输入,前提是:电流钳的体积小巧,回路上有钳入的位置且能固定。

部分分析仪的信号输入还有如下特点:

1)为检测中性上的电压,电流信号,分析仪的电压,电流通道由ABCN四组构成,检测结果对电能质量指标的深度分析及补偿整改措施的提出有重要帮助作用。建议电能质量分析仪应具备N相信号检测功能。
2)部分分析仪的信号输入有多组三项通道构成,即能同时检测多段母线电压、很多条线路电流。建议不采用这样的信号输入方式,分析仪的作用是进行电能质量标准的精细化分析与计算。
电能质量分析仪的信号输入,电压信号采用直接输入,电流信号采用电流钳。因是临时检测用,要求该仪器的通用性强。
3)对于波形记录仪的信号输入,一般均配置独立的外置隔离放大器作为信号输入的前置部分。
4)谐波分析仪的信号输入电压信号应直接接入,电流信号采用电流钳。因是临时检测用,要求该仪器通用性强。
5)通道间相互隔离,避免通道间影响。
6)各回路信号输入阻抗应满足接入回路的负载要求。10倍额定电流输入时,承受时间不小于5秒。
7)信号回路在额定输入电压电流参数下,回路消耗的视在功率应不大于0.5VA/回路。

电能质量分析仪 指标检测精度

1)指标检测精度确定依据的标准。电能质量指标检测精度主要依据电能质量的国家标准, IEC电磁兼容标准及相应电力行业标准。
2)基波指标检测精度。基波电压、基波电流误差不大于0.2%,基波有功功率、基波无功功率误差不大于0.5%。
3)谐波有功功率、无功功率不大于1%。
4)其他测试指标精度:
a)三相不平衡测量绝对误差:电压不平衡不大于0.5%,电流不平衡度不大于1%。
b)频率测量绝对误差不大于0.01Hz。
c)波形记录准确度正负0.5%。
d)间谐波测量精度要求同谐波。
e)电压、电流各序分量测量误差不大于5%。
f)电压闪变最大测量值误差:短时间闪变不大于正负5%,长时间电压闪变不大于正负 5%。

电能质量分析仪 通信接口

    电能质量检测设备,应根据实际应用环境的通信要求,至少具备一种标准通信接口,实现检测数据的实时传输,定时或不定时提取记录。

1)手持示波器一般应具备RS485/232接口。
2)波形记录仪一般集采集、分析、记录、存储一体,独立性强,与外部的通信主要是波形、数据进行
3)电能质量分析仪,电能质量在线检测装置,一般具备RS485/232,以太网或USB接口,随着公用网通信的接口一定程度上的使用,按使用需要也配备了MODEM或GPRS,CDMA 等无线网络接口。

电能质量分析仪 统计/分析/显示/储存及人机接口

1 统计显示

电能质量分析仪,电能质量在线监测装置应具有对监测的电能质量指标进行统计分析的功能:
1)历史数据,曲线,棒图的调用及显示。
2)指标在任意时段内的统计。包括最大最小平均值,95%概率值,总检测次数,越限次数,指标合格率等。统计分析后,一般要能生成3个统计报告。
3)电压事件的查询。能查询电压事件的类型,幅值等。
4)记录波形的调取及分析等。波形记录仪一般能记录波形的显示,波形瞬变的查找,任意时间波段的分析,并独立导出分析报告。

2 显示

电能质量分析仪应具备详细的显示功能,一般有两种显示方式:
1) 分析仪本身带显示器,这种结构形式导致分析仪体积庞大,因此显示基于WINDOWS系统操作,这样在现场测试时,分析仪的可靠性及安全性、降低。
2) 外接笔记本时体积小巧、可靠,检测和调用同时展开,也安全。
波形记录器具备详细的显示功能。

3 储存

    电能质量的在监测装置,无论是就地、还是网络,具备储存功能,实现指标的短时间的储存,一般要求具备24H的连续能力,并能在通信网络恢复时,实现数据的断点传输。

    电能质量分析仪应具备必要的大容量数据储存功能,连续检测的记录应至少保存一周。波形记录仪一般都采用告诉硬盘保存记录,随计算机技术的展开,配置的硬盘空间可很大。如检测装置设置自动删除,刷新记录的功能,储存的记录应按顺序存储和删除。为保障有效的存储空间有效的利用,记录分析仪间隔一般与电能质量指标采样分析间隔的时间不等。

1)谐波电压、谐波电流、电压偏差、三相电压不平衡度、三相电流不平衡度、三相电压序分量、三相电流序分量、频率偏差、基波有功、基波无功与功率因数,一般为1秒。
2)短时间电压闪变10MIN,长时间为2H。
3)电压骤升骤降,短时间断电等连续采样。

4 人机接口

    所有电能质量检测设备应有人机接口,实现设备自身参数的初始化设置,内部时钟、电网参数、指标限制、事件波形及事件记录的触发条件等的重新设置、更改、删除功能。

5 电能质量检测设备应具有一定数量的开关接口,以实现外部触发等功能。

电能质量分析仪 安全性能

1 设备的电源电压及可以偏差

交流220V:正负20%的相对偏差50HZ正负0.5%,谐波畸变率不大于8%;
直流220V:正负20%的相对偏差电压纹波系数不大于5%;
直流110V:正负20%的相对偏差电压纹波系数不大于5%;

2 电气安全

1)绝缘电阻。各输入端子对外壳,不同相别的电压或电流的同名端子之间的绝缘电阻应不小于2欧姆。
2)工频耐压。各输入端子对外壳,不同相别的电压或电流的同名端子之间,应承受交流 1500V持续时间60S的耐压试验。
3)电磁兼容性要求。

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电能质量分析仪传统的技术手段和措施包括:

(1) 利用有载调压变压器调整电压。可保证电压质量,但不能改变系统无功需求平衡,可能影响变压器运行的可靠性。

(2) 利用并联电容器补偿系统无功功率。可提高系统电压,但不能解决轻载时系统电压偏高的问题。

(3) 利用无源滤波器抑制谐波电流。这是通过LC或LCR无源滤波器组来吸收电网中的谐波电流,但这种装置只能抑制固定频率的谐波,还会有可能引起系统谐振。

(4) 利用备用发电机组合机械式双电源切换装置(大于2s),对重要用户实现连续供电。电能质量分析仪

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谐波测试仪无源滤波治理的规范要求应包括:

(1)检测:收集谐波源的动态变化数据、电网的背景谐波数据、电网频率的变化范围。谐波测试仪
(2)预测:电网的发展、负荷的增长、负荷类型的构成。
(3)考虑:储能性设备的容量、分布、投运情况(规律)。
(4)计算:

1)建立电网谐波潮流分析的数学模型、进行谐波潮流分析(不同工况)。
2)计算基波补偿容量。
3)进行稳态潮流分析计算。

(5)谐波测试仪设计:

1)设置滤波支路。
2)计算各支路容量、
3)计算支路其他设备(电抗、电抗品质因数、电阻)。
4)进行滤波支路效果分析仿真计算。
5)根据电网频率、安装点年环境温度变化、设备制造综合误差等,进行等值频率偏调仿真、模拟滤波效果、重复2)~5)的程序。
6)提出滤波支路运行调谐点。
7)设计滤波支路设备规范。
8)根据设计的设备规范进行过电压、过电流校验,重复2)~8)过程、

(6)谐波测试仪提出滤波系统一次设计系统报告。

(7)根据一次设计进行滤波装置二次设计:

1)保护类型设计。
2)保护设备选型、
3)保护定值确定。

(8)选择滤波支路主开关,提出过电压保护设备规范及接线方式,提出一次设备规范、二次设备规范。
(9)提出设备安装、布置图。
(10)制定滤波系统调试大纲。

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(1) 对于电能质量检测的仪器、仪表、装置实行产品质量许可制度。未经电力管理部门认定的电能质量检验测试中心(站)检定、测试合格的产品,不得用于公用电网中电能质量指标的监视和测试。仪器信息网

(2) 应加强对电能质量检测仪器、仪表、装置的质量监督和管理,建立维护制度,按周检计划进行检验,并建立有关档案。电能质量分析仪

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  1. 电能质量分析仪的性能   http://www.shimpo1718.cn

(1)       频率响应:0-2500Hz

(2)       误差要求:分A级仪器和B级仪器两种。准确度较高的A级仪器用于谐波源的鉴定性测量,B级供一般监测用。对于A级仪器,应能用于谐波相角测量,则要求其误差不大于±5或±1°h;对于B级仪器相角未作规定。

1)  对于A级仪器,当测量的谐波电压和谐波电流分别大于或等于其额定输入电压和电流的1%和3%时,采用允许的相对误差为5%,而小于1%和3%时,采用允许的绝对误差为仪器额定输入电压、电流的0.05%和0.15%。

2)  对于B级仪器,当测量的谐波电压和谐波电流分别大于或等于其额定输入电压和电流的3%和10%时,采用允许的相对误差为5%,而小于3%和10%时,采用允许的绝对误差为仪器额定输入电压、电流的0.15%和0.50%。

(3)       测量仪器的要求:

1)  测量要求:如测量的波形次数为2~25次,应能满足3s平均的规定,并满足数理统计的要求。

2)  仪器对电源的适应性:仪器应具有一定的抗电磁干扰能力;电源电压在±15%范围内波动,且电源电压谐波总畸变率在8%以内时,同时,频率波动在49~51Hz内,测试仪器应能正常工作;因为在一些情况下,谐波源产生的谐波较严重,致使电源畸变较大,这种情况下,仪器应能正常工作。

  1. 测量仪器的类型

目前应用的谐波测量仪器,从测量功能上主要有谐波分析仪和谐波监测仪两类。从原理上可以分为两大类型。

(1)       模拟式,如外差式频谱分析仪。外差式频谱分析仪的核心为一个窄带的带通滤波器。其中心频率可以在所需要分析的频率范围内扫描。滤波器好像是一个在频域上移动的窗口,它移到什么频率上,处在它的通频带范围的信号就被显示出来。扫描一次,就得到一个频谱图。该频谱图可以用示波器显示,或用X-Y记录仪描绘。外差式频谱分析仪对每次谐波的测量时间由扫描速度来控制。

(2)       数字式,如数字傅里叶分析仪。傅里叶分析仪的核心是CPU,软件的核心是快速傅里叶变换(FFT)。其工作过程是将被测信号(电压、电流)采样,进行模数(A/D)转换,然后用快速傅里叶变换计算出各次谐波的幅值和相角,并可得到更多的信息,如谐波功率、谐波阻抗、以及对谐波进行各种统计处理和分析等,各种图表的显示和输出。

    目前,在电力系统中使用的谐波分析仪绝大多数都是采用FFT来计算谐波的,类型有三相、单相谐波分析仪,便携式记录分析仪等。而傅里叶分解的数学基础是函数必须是周期性变化的,实际电网的电压、电流并非是严格的周期性变化的,如幅值、频率随时在改变,我们只是假定在一定的变动范围内它们是周期函数。因此,采样窗口越长,分析结果越准确,过分要求采样窗口的长度,仪器造价将增加。进口仪器多采用一个周期的采样窗口进行分析,也有采样窗口为16个周波以上的。仪器信息网

各项电能质量指标运行偏差(百分数)应当在第三条所列国家标准允许偏差以内。考虑到电网结构、运行方式以及用户用电特性等因素,各项电能质量指标运行合格率标准为:电能质量分析仪

(1)电能质量分析仪连续运行统计期(年、季、月)内电网频率合格率应不低于99.5%
(2) 连续运行统计期(年、季、月)内电压合格率应不低于下列值:
    1)专线和10kV及以上用户受电端的电压合格率为98%
    2)380(220)V用户受电端电压合格率应不低于95%
(3)电压波动于闪变合格率应不低于99%
(4)三相电压不平衡度合格率应不低于98%
(5)电能质量分析仪电压正弦波畸变合格率应不低于98%

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(1)在线监测系统应能满足电能质量指标调整和控制的要求。 电能质量分析仪
(2)至少要满足GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》中对B类测量仪器的精度要求。
(3)必须经过电能质量检测中心检测认可。谐波分析仪
(4)对于不同的电能质量指标的监测要求,可以采用最适合的监测设备。
(5)监测设备的通道数配置灵活,参数设置简便易行,应具有越限报警和数据远传功能,并能输出各种指标的变化曲线,以便形成电能质量监测网络。谐波测试仪
(6)系统软件应有足够的空间,测量的时间间隔可根据需要选取,连续监测的最小时间间隔不能大于5分钟,取值按GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》的规定选取,并定期统计各监测点的电能质量指标是否超过规定值。

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电能质量分析仪 谐波测试仪 谐波分析仪

    计算机系统的用电负荷一般只占整个建筑物用电负荷的一小部分.在多情况下,民用建筑物内动力和照明负荷都是共用同一变压器低压电源或同一段低压配电线路,因此,计算机系统会受到电能质量的影响和干拢.计算机系统受电源影响的因素包括:

(1)电压波动的影响.大容量设备启动或停止会引起母线电源电压的波动,产生瞬态的低电压或高电压.

(2)非线性负荷的影响.非线性的大功率晶闸管整流装置,调压,调速装置,各种气体放电光源,电子镇流器等都会产生谐波,使计算机系统的电源电压波形产品畸变,影响计算机系统的正常工作.

(3)操作过电压和暂态过电压的影响.同一配电网络中的感性负荷,补偿电容的投入和切除,断路器的分合等会产生操作过电压;雷击时产生的暂态过电压,会引起瞬变脉冲.这些都可能损害计算机设备,影响计算机系统的安全运行.据统计,内部过电压约占80%,雷击过电压约占15%左右.

(4)瞬时失电的影响.低压电网瞬间失电,将直接影响计算机的正常运行.对于大多数计算机来说,中断供电超过10ms就有可能引起计算机内部5VP-G信号消失,从而可能导致正在运行的程序遭到破坏和数据丢失.

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谐波是怎样分类的?

2009-10-20 15:32  |  分类:电能质量分析仪

谐波分析仪 谐波测试仪 电能质量分析仪

谐波主要根据频率和相序特性进行分类。

1. 根据频率分类

根据工频基波整数倍的频率可分为2次谐波(100Hz)、3次谐波(150Hz)、…..。非工频整数倍的谐波称为间谐波。

2. 根据相序旋转作用分类

根据相序旋转作用可负序谐波、零序谐波、正序谐波三种。分别对应2、3、4次谐波,并依次类推分别对应5、6、7次谐波,8、9、10次谐波……。其中正序谐波包括基波频率,为正向旋转。负序谐波为逆向旋转,产生的磁场抵消基波产生的磁场。零序谐波不旋转,但会叠加到三相四线制系统中的中性线上。在三相四线制系统中,一些谐波能够相互抵消,另一些却会相互叠加,致使谐波被放大。

应用法国CA8335电能质量分析仪中的谐波专家模式可以直接看到负序谐波、零序谐波和正序谐波的次数和大小,方便用户进行现场分析。

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    电网无功配置中所占比例最大,其中用户电容器约占电容器的2/3。这部分电容器的设计大多只考虑无功补偿量,不考虑设点电能质量的实际污染情况,因此,运行点电能质量指标低时,常造成一些事故,如补偿装置投不上、电容器使用寿命降低、电容器保护熔丝熔断,甚至发生串并联谐振,引发电容器的谐波过电压与过电流,导致电容器爆炸等。另外用户电容器的管理目前仍按平均功率因数进行考核,电容器很少按电网实际运行情况投切,甚至只投不切,无形中使电网电压失去了应有的调节裕度,使电压偏差等电能质量指标难以控制。

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