用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量影響的測(cè)量方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

圖4電壓波動(dòng)和閃爍測(cè)量線路

（a）單相(b)三相

圖中:EUT被試設(shè)備M測(cè)量設(shè)備

G供電電源S由電壓發(fā)生器和阻抗Z組成的電源

參考阻抗在50Hz下：

單相電源RA=0.4Ω,JXA=0.25Ω

三相電源RA=0.24Ω,JXA=0.15Ω

RN=0.16Ω,JXN=0.1Ω

最大相對(duì)電壓變化特性dmax:指電壓變化特性的最大與最小有效值之差與額定電壓的百分比，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不得大于4％。

（2）閃爍

閃爍分短期閃爍與長(zhǎng)期閃爍兩種：

●短期閃爍Pst：是在短時(shí)間內(nèi)（10min內(nèi)）所評(píng)估出來(lái)的閃爍程度，用Pst=1作為閃爍刺激的閾值。Pst實(shí)際上是模擬人對(duì)50Hz電網(wǎng)中工作在230V交流電壓下60W的白熾燈在電壓波動(dòng)情況下所產(chǎn)生的閃爍感受程度，如圖3所示。

●長(zhǎng)期閃爍PLt：指在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)（2h內(nèi)）所評(píng)估出來(lái)的閃爍程度，標(biāo)準(zhǔn)用PLt=0.65作為閃爍刺激的閾值。

3.2測(cè)量方法

關(guān)于電壓波動(dòng)和閃爍，在標(biāo)準(zhǔn)中提到的評(píng)估方法有3種可以替代的方法，分別是直接測(cè)量法、模擬法、分析法。其中使用閃爍測(cè)量?jī)x器的直接測(cè)量法是一種基準(zhǔn)的測(cè)量方法。

3．3測(cè)量線路

直接測(cè)量法的測(cè)量線路如圖4所示。

（1）交流試驗(yàn)電源

試驗(yàn)電源的開(kāi)路電壓應(yīng)等于設(shè)備額定電壓，電壓穩(wěn)定度保持在±2％以內(nèi)；頻率穩(wěn)定度為額定頻率（50Hz）的±0.5％，供電電源的電壓諧波失真應(yīng)小于3％。此外試驗(yàn)電源本身的最大短時(shí)閃爍Pst要小于0.4。并且要求在試驗(yàn)前、后都作校驗(yàn)。

（2）參考阻抗

由于電壓波動(dòng)和閃爍是靠監(jiān)測(cè)負(fù)載端的電壓變化來(lái)確定的，故測(cè)試中必須選擇合適的線路阻抗作為統(tǒng)一的參考阻抗。供電線路的總阻抗（包括電源內(nèi)阻抗和參考阻抗在內(nèi)）應(yīng)當(dāng)合適，保證在整個(gè)評(píng)估測(cè)量中達(dá)到±8％的總體精度。

當(dāng)電源阻抗值未知時(shí)，就必須在電源和被試設(shè)備之間加入由電阻和電感組成的參考阻抗，測(cè)量應(yīng)參考阻抗的電源端和被試設(shè)備端分別進(jìn)行，并規(guī)定從電源端測(cè)得的相對(duì)電壓變化最大值dmax1，應(yīng)當(dāng)比被試設(shè)備端測(cè)得的最大值dmax2小20％。

（3）測(cè)量?jī)x器與測(cè)量精度

盡管標(biāo)準(zhǔn)列舉了多種評(píng)估被試設(shè)備的電壓波動(dòng)和閃爍的方法，但直接測(cè)量法是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基準(zhǔn)測(cè)試方法。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求是：電流幅值的測(cè)量精度應(yīng)在±1％以內(nèi)。如果不測(cè)電流的實(shí)部和虛部，而是測(cè)量其相位角，則相位測(cè)量誤差不得超出±2°，相對(duì)電壓變化的測(cè)量精度要優(yōu)于±8％。

3．4測(cè)試中的一些規(guī)定

（1）限值測(cè)試僅適用于被試設(shè)備的電源端子。

（2）對(duì)緊急開(kāi)關(guān)和緊急中斷的情況，限值不適用。

（3）對(duì)一次運(yùn)行時(shí)間超過(guò)30分鐘的設(shè)備，一般要作PLt的評(píng)估。

（4）當(dāng)電壓變動(dòng)是由人為開(kāi)關(guān)電源引起的，或發(fā)生率低于每小時(shí)1次，可不考慮Pst和PLt；電壓變動(dòng)的3項(xiàng)指標(biāo)也可放寬至限值的1.33倍。

（5）在作Pst和PLt評(píng)估時(shí)，要保證試品的工作循環(huán)中包括了最嚴(yán)重的電壓變化過(guò)程。

（6）在Pst的評(píng)估中，工作循環(huán)要連續(xù)不斷地重復(fù)。若設(shè)備的運(yùn)行周期低于觀察周期，且試品在運(yùn)行結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)，則重新啟動(dòng)設(shè)備所要的最短時(shí)間應(yīng)包含在觀察周期內(nèi)。

（7）在PLt的評(píng)估中，當(dāng)設(shè)備的運(yùn)行周期低于2h，且試品平時(shí)不經(jīng)常連續(xù)工作時(shí)，則可不再重復(fù)工作循環(huán)。

（8）當(dāng)被試設(shè)備有多個(gè)分立控制電路時(shí)，如果每個(gè)控制電路都可以單獨(dú)工作，而且都不在同一時(shí)刻做開(kāi)關(guān)控制時(shí)，那么每個(gè)電路都可認(rèn)為是單獨(dú)設(shè)備來(lái)進(jìn)行測(cè)試（反之，如果這些分立電路的控制是同時(shí)進(jìn)行的，那么這個(gè)組合仍作單個(gè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行測(cè)試）。

（9）對(duì)于電動(dòng)機(jī)，可使用堵轉(zhuǎn)方式進(jìn)行測(cè)量，以確定發(fā)生在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)階段電壓變動(dòng)的最大值dmax。

（10）對(duì)三相平衡設(shè)備，可以測(cè)量相線中某一相對(duì)中線的電壓變化。但對(duì)三相不平衡設(shè)備，則應(yīng)當(dāng)測(cè)試每一相對(duì)中線的電壓變化。

（11）試品應(yīng)在生產(chǎn)廠家提供的測(cè)試條件下進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試前應(yīng)先對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)驅(qū)動(dòng)，以確保得到的是相應(yīng)于正常使用時(shí)的結(jié)果。

4實(shí)用測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介

當(dāng)今世界上主要儀器供應(yīng)商提供的諧波、電壓波動(dòng)與閃爍測(cè)量的儀器和測(cè)試方法無(wú)一例外地是采用了標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓源和以時(shí)域分析的離散型傅立葉變換器為主的多功能測(cè)試儀器的組合，只不過(guò)有的公司把兩個(gè)功能部分組合在一臺(tái)儀器中。有的公司則用兩臺(tái)獨(dú)立儀器組成一個(gè)系統(tǒng)，分開(kāi)時(shí)可各有應(yīng)用領(lǐng)域，組合時(shí)則可完成IEC61000－3－2和IEC61000－3－3標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試要求。

上海三基提供的是后一種測(cè)試系統(tǒng)，分別由6630多功能分析儀和6530交流電源發(fā)生器組成。

6630多功能分析儀除擁有傳統(tǒng)電源分析儀器的交流有效值電壓、峰值電壓、交流有效值電流、峰值電流、有功功率、功率因數(shù)、波形系數(shù)和頻率測(cè)量外，為了順應(yīng)電力電子產(chǎn)品多元化的應(yīng)用及對(duì)相應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)貫標(biāo)的要求，還有電壓諧波、電流諧波、電壓波動(dòng)、電壓閃爍的測(cè)量，結(jié)果有自動(dòng)記錄并對(duì)波形有分析功能。

6530可程式交流電源發(fā)生器是運(yùn)用了先進(jìn)的PWM技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)的高性能價(jià)格比的電源產(chǎn)品，它提供純凈的交流電源與6630多功能分析儀配合后可完成諧波、電壓波動(dòng)和閃爍的測(cè)量。

其實(shí)6530可程式交流電源除了上述使用外，它還可以作為一臺(tái)多功能的交流電源來(lái)使用，例如它所提供的輸出電壓有效值為（0～300）V；頻率為（15～2000）Hz，故除滿足（47～63）Hz的商業(yè)要求外，更可適用于要求頻率為400Hz以上的海軍和航空?qǐng)龊系男枰?，其低頻輸出也可用于電動(dòng)機(jī)或空調(diào)壓縮機(jī)的20Hz頻率測(cè)試。6530的輸出是非常純凈的正弦波或方波（波形失真度小于0.5％）。

此外，由于6530可程式交流電源采用的是數(shù)字頻率合成技術(shù)，因此6530可程式交流電源亦可模擬各種電源干擾、突波、噪聲的注入角度、電壓及頻率的緩升與緩降。6530的這一特點(diǎn)可以滿足IEC61000－4－11（1994）（等同的我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T17626.11－1998）的要求，作電子設(shè)備對(duì)電源電壓瞬時(shí)跌落、短時(shí)中斷和電壓漸變的抗擾度試驗(yàn)。

上述6630和6530儀器均設(shè)有RS－232和IEEE488接口，通過(guò)這些接口可以與計(jì)算機(jī)配合組成一個(gè)全自動(dòng)的測(cè)試系統(tǒng)。