電能質量是指通過公用電網供給使用者端的交流電能的品質,通俗來說就是指電網線路中電能的好壞情況。電能質量問題主要由終端負荷側引起。例如衝擊性無功負載會使電網電壓產生劇烈波動,降低供電質量。
隨著電力電子技術的發展,它既給現代工業帶來節能和能量變換積極的一面,同時電力電子裝置在各行各業的廣泛應用又對電能質量帶來了新的更加嚴重的損害,已成為電網的主要諧波汙染源。
電網系統中各個使用者端配電網中使用的整流器、變頻調速裝置、電弧爐、電氣化鐵路以及各種電力電子裝置不斷增加。給用電網路造成影響或者說是用電汙染。造成電壓不穩、過電壓、產生諧波等。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低,使電氣裝置過熱、產生振動和噪聲,並使絕緣老化,壽命縮短,甚至發生故障或燒燬。諧波還會引起電力系統局部發生並聯諧振或串聯諧振,使諧波含量被放大,致使電容器等裝置燒燬。
這些負荷的非線性、衝擊性和不平衡的用電特性,對供電質量造成嚴重汙染。因而消除供配電系統中的高次諧波問題對改善電能質量和確保電力系統安全、穩定、經濟執行有著非常積極的意義。
另一方面,現代工業、商業及居民使用者的用電裝置對電能質量更加敏感,對供電質量提出了更高的要求。目前,諧波、電磁干擾、功率因數降低已並列為電力系統的三大公害。
當電網的電能質量被幹擾或汙染,達不到國家相關標準時,就得有針對性地對電網進行電能質量改善。要了解電網電能質量的實際情況,就必須有相應的裝置對其進行測試分析,針對國內的實際情況,我公司適時開發研製了適合國情的專業電能質量分析儀器。下面就電能質量分析儀的具體效能、引數、使用方法進行詳細說明。
工具/原料
GWPQ-300H手持式電能質量分析儀 1臺
方法/步驟
功能特點
1. 儀器是專門用於檢測電網中發生波形畸變、諧波含量、電壓波動與閃變和三相不平衡等電能質量問題的高精度測試儀器;同時還具備電參量測試、向量分析的功能。
2. 可精確測量電壓、電流、有功功率、無功功率、相角、功率因數、頻率等多種電參量。
3. 可顯示被測電壓和電流的向量圖,使用者可以通過分析向量圖得出計量裝置接線的正確與否。
4. 電流可採用鉗形互感器和直接接入兩種方式進行測量。當採用鉗形電流互感器測量時操作人員無須斷開電流回路,就可以方便、安全的進行測量;當需要對數值進行更高精度的測量時,可採取直接接線的方式,能最大程度的保證測試資料的準確度。
5. 可測量分析公用電網供到使用者端的交流電能質量,其測量分析:頻率偏差、電壓偏差、電壓波動、閃變、三相電壓允許不平衡度和電網諧波。
6. 可顯示單相電壓、電流波形並可同時顯示三相電壓、電流波形。
7. 所有測試介面具備螢幕鎖定功能,以方便使用者讀數和分析資料。
8. 負荷波動監視:測量分析各種用電裝置在不同執行狀態下對公用電網電能質量造成的波動。定時記錄和儲存電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、相位等電力引數的變化趨勢。
9. 電力裝置調整及執行過程動態監視,幫助使用者解決電力裝置調整及投運過程中出現的問題。
10. 能夠測試分析電力系統中無功補償及濾波裝置動態引數並對其功能和技術指標作出定量評價
11. 可設定不同的儲存間隔時間,按設定的時間間隔連續儲存資料;
12. 內建大容量資料儲存器,按1分鐘的時間間隔可連續儲存18個月以上,能滿足長期監測試驗點的需要。
13. 儀器具備USB介面,可方便的將資料直接拷貝到後臺管理計算機。
14. 與功能強大的資料管理軟體配合,可將實時取樣資料直接上傳到後臺管理計算機,在後臺進行更全面、更迅速的處理。
15. 具備萬年曆、時鐘功能,實時顯示日期及時間。可在現場檢測的同時儲存測試資料和結果,並通過串列埠上傳至計算機,通過後臺管理軟體(選配件)實現資料微機化管理,具備強大的報表功能。
16. 採用大螢幕進口彩色液晶作為顯示器,中文操作介面並配有漢字提示資訊、多參量顯示的液晶顯示介面,人機對話介面友好。
17. 5分鐘無操作液晶顯示自動關閉,以便最大程度的延長電池工作時間。
18. 導電矽膠按鍵,手感好、壽命長、設計合理、操作方便。
19. 內建大容量、高效能鋰離子充電電池,充滿電連續工作6小時以上。
體積小、重量輕,便於攜帶,既可用於現場測量使用,也可用做實驗室的標準計量裝置。
技術指標
1. 輸入特性
電壓測量範圍:0~200V~800V兩檔。
電流測量範圍:
內建互感器:5A(CT)檔0.05~5A(選配)
鉗形互感器:0.05~5A~25A(標配)
10A~100A~500A(選配)
相角測量範圍:0~359.99°。
頻率測量範圍:45~55Hz。
電壓通道數:三通道(UA、UB、UC)。
電流通道書:三通道(IA、IB、IC)。
最大諧波分析次數:64次。
1分鐘間隔最大連續儲存週期:18個月。
2. 準確度
電參量測量部分:
電壓:±0.2%
頻率:±0.001Hz
電流、功率:±0.5%(鉗形互感器±1.0%)
相位:±0.1°(鉗形互感器±0.2°)
電能質量部分:
基波電壓允許誤差≤0.5%F.S.
基波電流允許誤差: ≤1%F.S.
基波電壓和電流之間相位差的測量誤差:≤0.2°
諧波電壓含有率測量誤差:≤0.1%
諧波電流含有率測量誤差:≤0.2%
三相電壓不平衡度誤差:≤0.2%
電壓偏差誤差:≤0.2%
電壓變動誤差:≤0.2%
3. 工作溫度:-10℃~ +40℃
4. 充電電源:AC100V~220V、頻率45Hz-55Hz
5. 主機功耗:≤3VA
6. 電池最大工作時間:≥6小時
7. 絕緣:
⑴、電壓、電流輸入端對機殼的絕緣電阻≥100MΩ。
⑵、工作電源輸入端對外殼之間承受工頻1.5KV(有效值),歷時1分鐘實驗。
8. 體積:260mm×160mm×60mm
9. 重量:1.6 Kg
引數設定介面如圖十所示,此屏用於調整試驗前所需要確定的資料。包括:PT變比、CT變比、額定電壓、額定電流、接線方式、電流輸入方式、儲存速率、儲存時間、開始儲存選擇、變電站名、線路名稱、儲存檔名稱。
l PT變比:指被測裝置所用的電壓互感器的變比數值。輸入方法為:按確認鍵使數字變成紅色,此時再按相應的數字鍵輸入資料,完成後再按確認鍵結束。
l CT變比:指被測裝置所用的電流互感器的變比數值。輸入方法為:按確認鍵使數字變成紅色,此時再按相應的數字鍵輸入資料,完成後再按確認鍵結束。
l 額定電壓:指被測裝置的額定電壓值。輸入方法為:按確認鍵使數字變成紅色,此時再按相應的數字鍵輸入資料,完成後再按確認鍵結束。
l 額定電流:指被測裝置的額定電流值。輸入方法為:按確認鍵使數字變成紅色,此時再按相應的數字鍵輸入資料,完成後再按確認鍵結束。
l 接線方式:指被測裝置的接線聯接方式,包括:二元件三角形接法、三元件三角形接法、三元件星形接法幾種情況。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換,選定到所需方式。
l 電流輸入:指用哪種方式進行電流的測量,包括:內建CT測量方式、5A鉗表測量方式、25A鉗表測量方式、100A鉗表測量方式、500A鉗表測量方式,共5種選項。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換,選定到所需方式。
l 儲存速率:指對測試資料儲存的時間間隔,最小間隔為1分鐘、最大間隔為5分鐘。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換,選定到所需間隔時間。
l 儲存時間:指設定的需要儲存的總時間。可設定為10分鐘、20分鐘、30分鐘、1小時、2小時、3小時、5小時、12小時、24小時、48小時、72小時、連續儲存(不限時間);通過←、→鍵在幾種方式間進行切換,選定到所需時間。
l 開始儲存:指儲存功能設定開關。當選擇 “是”時儲存功能開啟,自動開始儲存資料;當選擇“否”時儲存功能關閉,停止儲存資料。
l 變電站名:指試驗現場所處的變電站名稱,用於對所儲存的結果進行區分。由數字和字母構成,可任意組合。通過相應的數字/字母按鍵直接輸入。輸入方法為:按確認鍵使內容變成紅色,再按相應的鍵輸入內容,完成後再按確認鍵結束。
l 線路名稱:指被測線路的編號。與“變電站名”一起用於對所儲存的結果進行區分。由數字和字母構成,可任意組合。通過相應的數字/字母按鍵直接輸入。輸入方法為:按確認鍵使數字變成紅色,再按相應的鍵輸入內容,完成後再按確認鍵結束。
l 檔名稱:指記錄儲存的檔名稱。由數字和字母構成,可任意組合。通過相應的數字/字母按鍵直接輸入。
7.測試分析-測試引數介面
圖十一、測試引數
此屏顯示出當前測量的三相電壓幅值Ua、Ub、Uc、三相電流幅值Ia、Ib、Ic、三相有功功率數值Pa、Pb、Pc,各相功率因數PFa、PFb、PFc,各相無功功率數值Qa、Qb、Qc,各相視在功率數值Sa、Sb、Sc,各相電壓和電流之間的相角的數值,以及總有功功率、總無功功率、實測頻率、總功率因數。在此屏按F1鍵能將當前顯示螢幕鎖定,便於讀數,按F2繼續重新整理。
使用方法
測試儀配有一條四芯的電壓測試線、一套電流測試線和三隻電流測試鉗(根據需要可配備到六隻)。電壓測試線用來接入被測電壓訊號,通常在現場要求精度不是很高時用電流鉗進行測試,每隻電流鉗分別對應一個鉗表介面,不能互換,否則會影響測試精度,每隻鉗表中間有一個圓標貼,顯示出鉗表的相別和極性(標N的一端為電流的流出端,在使用接線要注意極性,接反會影響測試結果)。
在測試過程中要注意的問題:
1. 要在測試前插好電流測試鉗,嚴禁先夾被測訊號後插入電流鉗插座,這相當於電流測試鉗二次開路,容易產生開路高壓,損壞儀器。測試完成後要先摘下所有電流測試鉗再拔下與主機相連的插頭。
2. 測試鉗為保證各通道精度,應一一對應,要把各電流鉗正確插入唯一與之對應的插座。交換不同輸入,會降低了測試精度,但交叉後一般測試精度也不會超出在±2%。
3. 接入電壓訊號時測試線一定要先接到儀器的電壓端子,然後再接到被測裝置的電壓端子;測試完成後一定要先摘下被測裝置的電壓接頭,然後再拆除儀器側的電壓線。(此條尤為重要,反之可能引起大事故)
下面就不同的測試專案進行說明。
(一)、三相四線制接線方式裝置電參量的測量
1.測試目的
檢測被測裝置的三路電壓、三路電流的訊號,通過測試資料來了解被測裝置的實時電壓幅值、電流幅值、有功功率、無功功率、相位、頻率以及各參量之間的向量關係的真實情況;可將六個參量的向量圖同屏顯示出來,從而確定供電系統的執行情況,便於分析故障原因和線損原因。
電池維護及充電
儀器採用高效能鋰離子充電電池做為內部電源,操作人員不能隨意更換其他型別的電池,避免因電平不相容而造成對儀器的損害。
儀器須及時充電,避免電池深度放電影響電池壽命,
正常使用的情況下儘可能每天充電(長期不用最好在一個月內充一次電),以免影響使用和電池壽命,每次充電時間應在6小時以上,因內部有充電保護功能,可以對儀器連續充電。
每次將電池從儀器中取出後儀器內部的電池保護板自動進入保護狀態,重新裝入電池後,不能直接工作,需要用充電器給加電使之解除保護狀態,才可正常工作。
七、注意事項
1.在測量過程中一定不要接觸測試線的金屬部分,以避免被電擊傷。
2.測量接線一定要嚴格按說明書操作,確保人身安全。
3.最好使用有地線的電源插座。
4.不能在電壓和電流過量限的情況下工作。
5.各鉗表一定要與面板上相應的插座一一對應,否則會影響測試結果。
6.電壓線和鉗表接入時一定要按照先接儀器側再接到被測裝置的原則,拆除時一定要按照先拆裝置側再拆儀器側的原則進行。
注意事項
在測量過程中一定不要接觸測試線的金屬部分,以避免被電擊傷。
不能在電壓和電流過量限的情況下工作。