用電設(shè)備對電網(wǎng)供電質(zhì)量影響的測量

圖4電壓波動和閃爍測量線路

（a）單相(b)三相

圖中:EUT被試設(shè)備M測量設(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期閃爍兩種：

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

●長期閃爍PLt：指在較長時間內(nèi)（2h內(nèi)）所評估出來的閃爍程度，標(biāo)準(zhǔn)用PLt=0.65作為閃爍刺激的閾值。

3.2測量方法

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

3．3測量線路

直接測量法的測量線路如圖4所示。

（1）交流試驗(yàn)電源

試驗(yàn)電源的開路電壓應(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

由于電壓波動和閃爍是靠監(jiān)測負(fù)載端的電壓變化來確定的，故測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，保證在整個評估測量中達(dá)到±8％的總體精度。

當(dāng)電源阻抗值未知時，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)定從電源端測得的相對電壓變化最大值dmax1，應(yīng)當(dāng)比被試設(shè)備端測得的最大值dmax2小20％。

（3）測量儀器與測量精度

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

3．4測試中的一些規(guī)定

（1）限值測試僅適用于被試設(shè)備的電源端子。

（2）對緊急開關(guān)和緊急中斷的情況，限值不適用。

（3）對一次運(yùn)行時間超過30分鐘的設(shè)備，一般要作PLt的評估。

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

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

（6）在Pst的評估中，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)束時自動關(guān)機(jī)，則重新啟動設(shè)備所要的最短時間應(yīng)包含在觀察周期內(nèi)。

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

（8）當(dāng)被試設(shè)備有多個分立控制電路時，如果每個控制電路都可以單獨(dú)工作，而且都不在同一時刻做開關(guān)控制時，那么每個電路都可認(rèn)為是單獨(dú)設(shè)備來進(jìn)行測試（反之，如果這些分立電路的控制是同時進(jìn)行的，那么這個組合仍作單個設(shè)備來進(jìn)行測試）。

（9）對于電動機(jī)，可使用堵轉(zhuǎn)方式進(jìn)行測量，以確定發(fā)生在電動機(jī)起動階段電壓變動的最大值dmax。

（10）對三相平衡設(shè)備，可以測量相線中某一相對中線的電壓變化。但對三相不平衡設(shè)備，則應(yīng)當(dāng)測試每一相對中線的電壓變化。

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

4實(shí)用測試系統(tǒng)簡介

當(dāng)今世界上主要儀器供應(yīng)商提供的諧波、電壓波動與閃爍測量的儀器和測試方法無一例外地是采用了標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓源和以時域分析的離散型傅立葉變換器為主的多功能測試儀器的組合，只不過有的公司把兩個功能部分組合在一臺儀器中。有的公司則用兩臺獨(dú)立儀器組成一個系統(tǒng)，分開時可各有應(yīng)用領(lǐng)域，組合時則可完成IEC61000－3－2和IEC61000－3－3標(biāo)準(zhǔn)的測試要求。

上海三基提供的是后一種測試系統(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)和頻率測量外，為了順應(yīng)電力電子產(chǎn)品多元化的應(yīng)用及對相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)貫標(biāo)的要求，還有電壓諧波、電流諧波、電壓波動、電壓閃爍的測量，結(jié)果有自動記錄并對波形有分析功能。

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)計出來的高性能價格比的電源產(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、電壓波動和閃爍的測量。

其實(shí)6530可程式交流電源除了上述使用外，它還可以作為一臺多功能的交流電源來使用，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以上的海軍和航空場合的需要，其低頻輸出也可用于電動機(jī)或空調(diào)壓縮機(jī)的20Hz頻率測試。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）（等同的我國國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T17626.11－1998）的要求，作電子設(shè)備對電源電壓瞬時跌落、短時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，通過這些接口可以與計算機(jī)配合組成一個全自動的測試系統(tǒng)。