電能質(zhì)量測(cè)量仍然還是一個(gè)相對(duì)很新而且正在快速發(fā)展的領(lǐng)域。盡管基本的電氣測(cè)量，如 RMS（均方根）電壓和電流，很早以前就定義下來(lái)了，但是還有許多過去沒定義過的電能質(zhì)量參數(shù)，這迫使制造商不得不自行開發(fā)算法。目前，世界上有很多制造商都采用自己的測(cè)量方法。由于他們采用的儀器非常不同，技術(shù)人員經(jīng)常被迫把很多時(shí)間花在了學(xué)習(xí)儀器的功能和測(cè)量算法上，而不是花在了解電能質(zhì)量本身上。
新的 IEC 61000-4-30 A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)使用戶在選擇電能質(zhì)量測(cè)量?jī)x器時(shí)無(wú)需主觀臆斷了。
IEC 61000-4-30 A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定義了每個(gè)電能質(zhì)量參數(shù)的測(cè)量方式，來(lái)獲得可靠、可重復(fù)和兼容的測(cè)量結(jié)果。 它還定義了準(zhǔn)確度、帶寬和最小參數(shù)組。 這樣一來(lái)，制造商就可以開始設(shè)計(jì)符合 A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品了，使技術(shù)人員有了一個(gè)統(tǒng)一的工作平臺(tái)，提高了他們的測(cè)量準(zhǔn)確度、可靠性和工作效率。
IEC 6100-4-30 A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一下參數(shù)的測(cè)量進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化：
? 工頻
? 供電電壓幅值
? 閃變、諧波和間諧波
? 電壓跌落和上升
? 中斷
? 供電電壓不平衡性
? 電力線信號(hào)
? 電壓快速變化
該標(biāo)準(zhǔn)沒有標(biāo)準(zhǔn)化高頻暫態(tài)或電流相關(guān)現(xiàn)象的測(cè)量。
A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求舉例
| ? | 測(cè)量不確定性設(shè)置為聲明輸入電壓的 0.1%。不確定性超過 1% 的低成本電能質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)在跌落門限設(shè)置為 -10% 時(shí)，可能會(huì)錯(cuò)誤的測(cè)量出跌落達(dá)到 -9%。利用 A 級(jí)認(rèn)證的儀器，技術(shù)人員可以在國(guó)際認(rèn)可的不確定性下放心的對(duì)事件進(jìn)行分類。在檢查是否符合規(guī)定或?qū)x器和各參與方測(cè)得結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)，這一點(diǎn)非常重要。 |
| ? | 電壓的跌落、上升和中斷必須在全周波上進(jìn)行測(cè)量，并且每半個(gè)周期進(jìn)行更新，這使儀器能夠?qū)胫苋訑?shù)據(jù)點(diǎn)的高分辨率與全周 RMS 計(jì)算的準(zhǔn)確度結(jié)合起來(lái)。 |
聚合窗口—電能質(zhì)量測(cè)量?jī)x器可以按照的周期壓縮采集到的數(shù)據(jù)，該周期被稱為聚合窗口。A 級(jí)儀器必須在以下聚合窗口中提供數(shù)據(jù)：
| ? | 50/60Hz 下 10/12 周期（200ms），間隔時(shí)間隨時(shí)記頻率不同而不同 |
| ? | 50/60Hz 下 150/180 周期（3s），間隔時(shí)間隨時(shí)記頻率不同而不同 |
| ? | 跟據(jù)新標(biāo)準(zhǔn) IEC 61000-4-7 / 2002，諧波必須以 200ms 間隔測(cè)量。舊標(biāo)準(zhǔn)允許 320ms 間隔，這與其它 A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的 200ms 聚合窗口不同步。 |
使用 200ms 間隔，使諧波計(jì)算能夠與所有其它參數(shù)值同步，如 RMS、THD（總諧波失真）和不平衡性。
| ? | 專門了諧波 FFT 算法，這樣所有的 A 級(jí)儀器都可以獲得相同的諧波幅度。FFT 方法允許使用無(wú)限算法，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的諧波幅度有非常大的差異。通過在 5Hz bin 上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并根據(jù)規(guī)則將諧波和間諧波進(jìn)行合計(jì)，A 級(jí)儀器可以獲得一致、兼容的結(jié)果。 |
| ? | 要求有外部時(shí)間同步，以便獲得準(zhǔn)確度時(shí)間戳，使不同儀器間能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)校正。對(duì) 50Hz，準(zhǔn)確度規(guī)定為 ± 20 ms，對(duì) 60Hz 為 ± 16.7ms。 |
| - 與時(shí)鐘每 10 分鐘進(jìn)行同步 |
| - 與時(shí)鐘每 2 小時(shí)進(jìn)行同步 |
圖1 該圖顯示聲明輸入電壓 0.1% 的不確定性對(duì)測(cè)得電壓準(zhǔn)確度影響有多大。 請(qǐng)注意不確定性為 0.1%，電壓為 230V 時(shí)的情況。 |
圖2 該圖給出了 FFT bin 是如何合計(jì)來(lái)計(jì)算諧波和間幅度的。 |
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