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1、2010 Fluke Corporation FCAL Marketing Update1 谐波测量及电能质量分析仪器的校准谐波测量及电能质量分析仪器的校准 杨胜利杨胜利 1391052691213910526912 福福禄克公司计量校准部禄克公司计量校准部( (中国中国) ) 20162016年年3 3月月 2010 Fluke Corporation Presentation Title2 讲座讲座提纲提纲 谐波和电能质量现象及相关测量仪器 谐波测量及电能质量监测及校准的国内外标准规范 谐波测量及电能质量分析仪器校准解决方案 谐波测量及电能质量分析仪器的校准实例 2010 Fluke Co
2、rporation Presentation Title3 谐波畸变谐波畸变 加拿大国家研究院捕捉的波形加拿大国家研究院捕捉的波形库 当今的电力系统中没有幅值当今的电力系统中没有幅值 稳定的纯正弦电压波形稳定的纯正弦电压波形 电力系统的负载不再以线性电力系统的负载不再以线性 方式消耗电流方式消耗电流 电网原本高度正弦的波形，电网原本高度正弦的波形， 现在已经包含明显的畸变现在已经包含明显的畸变 2010 Fluke Corporation Presentation Title4 电能质量问题及其危害电能质量问题及其危害 电能质量问题定义：电能质量问题定义： 指导致用电设备故障或不能指导致用电设
3、备故障或不能 正常工作的电压、电流或频正常工作的电压、电流或频 率偏差的任何电力问题率偏差的任何电力问题 * 波形畸变波形畸变 谐波、间谐波、直流偏置谐波、间谐波、直流偏置 * 电压波动电压波动 瞬时、短时、长时间瞬时、短时、长时间 * 三相不平衡三相不平衡 * 工频变动工频变动 * 电能质量问题危害：电能质量问题危害： 测量低劣质量的电能很困难，测量低劣质量的电能很困难， 先前的测量技术不能胜任先前的测量技术不能胜任 低劣的电能质量会给计算机系低劣的电能质量会给计算机系 统和工厂设备带来损害，如引统和工厂设备带来损害，如引 发谐振导致电容器、互感器等发谐振导致电容器、互感器等 因过流或过电压
4、损坏，继电保因过流或过电压损坏，继电保 护装置误动作等。护装置误动作等。 不正确测量带来的问题：使得不正确测量带来的问题：使得 电能收费不准确。既影响使用电能收费不准确。既影响使用 者也影响供电厂商者也影响供电厂商 2010 Fluke Corporation Presentation Title5 谐波频谱谐波频谱 开关开关电源源类 水水银灯灯类 变频器器类 2010 Fluke Corporation Presentation Title6 间谐波间谐波 和分数谐波和分数谐波 基波非整数倍的波形基波非整数倍的波形 对于对于50Hz系统系统 100Hz, 150Hz, 200Hz 等是谐波等
5、是谐波 51Hz, 93Hz, 211Hz 等是间谐波等是间谐波 对于对于60Hz系统系统 120Hz, 180Hz, 240Hz 等是谐波等是谐波 61Hz, 93Hz, 211Hz 等是间谐波等是间谐波 产生原因产生原因 变速驱动，感应电机，静态变频器，交流变频器，开关电源，发变速驱动，感应电机，静态变频器，交流变频器，开关电源，发 弧设备弧设备 电力载波实际就是间谐波电力载波实际就是间谐波 2010 Fluke Corporation Presentation Title7 波动谐波或调制谐波波动谐波或调制谐波 某些谐波被某些谐波被调制调制，例如例如 基波，基波，3，5，7，9次谐波幅值
6、固定次谐波幅值固定 5次次谐波谐波受受40Hz调幅调幅，10%调制深度调制深度 产生原因产生原因 各种非线性负载：洗衣机，开关电源各种非线性负载：洗衣机，开关电源 2010 Fluke Corporation Presentation Title8 Flicker 闪变闪变 闪变闪变 人眼对灯光亮度变化所人眼对灯光亮度变化所 引起刺激的不适感觉引起刺激的不适感觉 由家用电器、配电网负由家用电器、配电网负 荷等引起的冲击电流造荷等引起的冲击电流造 成的成的供电电压幅值波动供电电压幅值波动 引起引起 是电压波动的特殊情况是电压波动的特殊情况 不不影响影响电气设备正常工电气设备正常工 作，但引发的灯
7、光闪烁作，但引发的灯光闪烁 会刺激人体的视感神经会刺激人体的视感神经 用用闪变严重度闪变严重度衡量衡量 2010 Fluke Corporation Presentation Title9 闪变严重度闪变严重度 pst 短期闪变短期闪变 10分钟短时间闪变严重度分钟短时间闪变严重度 的统计描述的统计描述 Pst值为值为1表示会引起表示会引起50% 人群感觉到的闪变烦扰人群感觉到的闪变烦扰 Plt 长时间闪变长时间闪变 2小时长时间闪变严重度小时长时间闪变严重度 的统计描述的统计描述 Pinst 瞬时闪变值瞬时闪变值 Pst(1 min) 是是Pinst在在1分分 钟内的积分结果钟内的积分结果
8、IEC 61000-4-30 Flicker Curves 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 4.00% 4.50% 5.00% 0510152025 Frequency of Modulation Depth of Modulation PST=1PST=2 调制深度制深度 调制制频率率 2010 Fluke Corporation Presentation Title10 三相不平衡三相不平衡 理想的三相交流电力系统理想的三相交流电力系统 三相电压为同一幅值，相角三相电压为同一幅值，相角 互差互差120 三相不平衡产生原因在于三
9、相不平衡产生原因在于 不平衡的电流，三相电网中不平衡的电流，三相电网中 各相负载不均衡各相负载不均衡 三相三相不平衡危害不平衡危害 导致电动机温升、过热，热导致电动机温升、过热，热 损耗增加，缩短使用寿命。损耗增加，缩短使用寿命。 保护、控制控制设备受到干保护、控制控制设备受到干 扰扰 中性线产生谐波电流中性线产生谐波电流 2010 Fluke Corporation Presentation Title11 骤升骤降骤升骤降 骤升骤升 工频电压骤然升高到额定电压的工频电压骤然升高到额定电压的 110%以上，持续时间达到以上，持续时间达到10ms 或或1分钟分钟 单相短路故障引起其他相电压升单
10、相短路故障引起其他相电压升 高高 骤降骤降 工频电压骤然降低到额定电压的工频电压骤然降低到额定电压的 90%以下，甚至中断，持续时间以下，甚至中断，持续时间 达到达到10ms或或1分钟或更长分钟或更长 电网短路故障、大容量电动机启电网短路故障、大容量电动机启 动、雷击、开关操作等引起动、雷击、开关操作等引起 骤升骤降易引起设备停机、重骤升骤降易引起设备停机、重 新启动、误动作等工作异常。新启动、误动作等工作异常。 2010 Fluke Corporation Presentation Title12 谐波测量及电能质量分析仪器谐波测量及电能质量分析仪器 谐波谐波及电能质量及电能质量测量测量仪器
11、仪器 具有谐波电压、谐波电流和谐波具有谐波电压、谐波电流和谐波功率功率以及其他电能质量现象以及其他电能质量现象的的测量功测量功 能，能，或或其中其中部分功能部分功能 基波大部分为电力工频，或基波大部分为电力工频，或1kHz以下以下 如：如： * 谐波分析波分析仪 * 智能智能电量分析量分析仪 * 电能能质量分析量分析仪 2010 Fluke Corporation Presentation Title13 Fluke 430 系列基本功能系列基本功能 电能质量分析功能电能质量分析功能 电压测量：电压测量：1-600-1000Vrms，准确度，准确度0.1% 电流测量：电流测量：0-20kA，准
12、确度准确度0.5% 频率频率测量：测量：42.557.5Hz 50Hz，准确度，准确度0.01Hz 功率测量：功率测量：1-20MW，准确度，准确度1% 谐波测量：谐波测量：DC，150次次 骤升骤降测量：骤升骤降测量：0%200%标称电压，标称电压，准确度准确度0.2% 不平衡测量：不平衡测量：05%，准确度，准确度0.15% 闪变测量：闪变测量：Pst 020，准确度，准确度5%列表值列表值 瞬瞬变电压：变电压：6kV，15%光标读数光标读数 浪涌电流：浪涌电流：0-20kA，准确度，准确度1% 2010 Fluke Corporation Presentation Title14 讲座讲
13、座提纲提纲 谐波和电能质量现象及相关测量仪器 谐波测量及电能质量监测及校准的国内外标准规范 谐波测量及电能质量分析仪器校准解决方案 谐波测量及电能质量分析仪器的校准实例 2010 Fluke Corporation Presentation Title15 新的国际标准新的国际标准-IEC61000-4-30 2003年年2月月第一版第一版 2008年年10月第二版月第二版 1.适用范围适用范围 2.规范性引用文件规范性引用文件 3.术语和定义术语和定义 4.总则总则 5.电能质量参数电能质量参数 6.影响量的范围和检定执行影响量的范围和检定执行 2010 Fluke Corporation
14、Presentation Title16 IEC 61000-4-30：适用范围：适用范围 IEC61000-4-30定义了定义了50/60Hz交流供电交流供电 系统中系统中测量和解释电能质量参数测量和解释电能质量参数的方法的方法 此标准所包含的测量参数限于能够在电力系此标准所包含的测量参数限于能够在电力系 统中发生的现象，包括电压和统中发生的现象，包括电压和/或电流参数或电流参数 等等。 此此标准针对每个测量参数描述的测量方法标准针对每个测量参数描述的测量方法目目 的在于任何符合一致性的仪器的在于任何符合一致性的仪器，在任何环境，在任何环境 条件下，均可获得可靠的、可重复性的和可条件下，均可
15、获得可靠的、可重复性的和可 比较的结果。比较的结果。 2010 Fluke Corporation Presentation Title17 IEC 61000-4-30：测量仪器分级：测量仪器分级 A级测量性能级测量性能-高精度，高精度，例如：例如： 需要一致性的结果，用来解决争端需要一致性的结果，用来解决争端 合同供电应用的依据合同供电应用的依据 行业标准行业标准 S级测量性能级测量性能-准确度较准确度较A级略低，如级略低，如 用于电能质量统计与调查用于电能质量统计与调查 合同供电应用的依据合同供电应用的依据 B级测量性能级测量性能 准确度低，准确度低，例如例如 监测电能扰动监测电能扰动 故障诊断等故障诊断等 S级是级是IEC 61000-4-30 2008年年10月第二版新增加的月第二版新增加的 B级即将被后续标准删除、废弃级即将被后续标准删除、废弃 2010 Fluke Corporation Presentation Title18 IEC 61000-4-30：仪器定级测量：仪器定级测量 A级测量需要在三种不同的电能质量状态重复测试级测量需要在三种不同的电能质量状态重复测试 1种纯正弦和平衡的电能质量状态种纯正弦和平衡的电能质量状态 两种变化的电能质量条件状态两种变化的电能质量条件状态 9种电能质量参数种电能质量参数： * 频率频率、电压幅值、
