變頻電量測量儀器發(fā)展現(xiàn)狀
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- 發(fā)布時間：2013/10/17 8:20:09
- 作者：AnyWay中國
一、變頻電量測量儀器的誕生背景
1、變頻電量測量儀器與電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能
節(jié)能減排已經(jīng)成為21世紀(jì)不可回避的話題，國家十二五規(guī)劃將節(jié)能提到了前所未有的高度。電機(jī)作為傳統(tǒng)的機(jī)械動力源，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，是重要的耗能設(shè)備。工信部、質(zhì)檢總局頒布的《電機(jī)能效提升計(jì)劃（2013-2015）》中指出：據(jù)統(tǒng)計(jì)測算，2011年，我國電機(jī)保有量約17億千瓦，總耗電量約3萬億千瓦時，占全社會總用電量的64%，其中工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)總用電量為2.6萬億千瓦時，約占工業(yè)用電的75%。
20世紀(jì)80年代以來，伴隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代電機(jī)控制理論的迅速發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)逐漸成熟起來，在調(diào)速性能上已經(jīng)達(dá)到甚至超過了直流電動機(jī)，而且具有低成本、易維護(hù)、大容量的明顯優(yōu)勢。
十二五規(guī)劃中明確指出，利用變頻調(diào)速是電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑。
為挖掘節(jié)能潛力，變頻調(diào)速裝置——變頻器本身需要進(jìn)行能效計(jì)量檢測；
變頻器的諧波會給電機(jī)帶來附加損耗，需要進(jìn)行諧波檢測和綜合能效評測；
變頻器給電網(wǎng)帶來諧波污染，需要進(jìn)行監(jiān)測和評價。
對變頻器輸入輸出電量的準(zhǔn)確測量是電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的前提條件和技術(shù)基礎(chǔ)，并為節(jié)能增效及諧波影響等提供評估手段。
2、變頻電量簡述
變頻器輸入電流和輸出電壓均含有豐富的諧波，并且輸出電壓、電流的基波頻率范圍較寬，與傳統(tǒng)的直流或工頻、中頻等交流電量測試方法存在很大的區(qū)別。我們把這類電量稱為變頻電量。
變頻電量包含電壓、電流、功率、諧波等參量，變頻功率分析儀是具有代表性和綜合性的
變頻電量測量儀器（詳見銀河百科_
變頻電量）。
3、變頻電量已經(jīng)充斥生活的每一個角落
開關(guān)電源、筆記本電源適配器、手機(jī)充電器等高效電源，變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻洗衣機(jī)等變頻家電，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、燃料電池等新能源領(lǐng)域，高鐵、動車、軌道交通等牽引電氣，電力推進(jìn)的艦船、電力牽引的裝甲等武器裝備等的產(chǎn)品的能效評測及性能試驗(yàn)均需要變頻電量測量儀器。
二、傳統(tǒng)電量測量儀器的局限
傳統(tǒng)電量測量儀器用于變頻電量測量的局限主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1、傳統(tǒng)電量測量儀器基本上以直流和工頻交流電為主，準(zhǔn)確測量頻率范圍一般為45Hz～66Hz；
2、部分儀表針對中頻400Hz設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確測量頻率范圍為360HzHz～440Hz，或可兼顧工頻測量，準(zhǔn)確測量頻率范圍為40Hz～440Hz；
3、交流儀表大多基于正弦波設(shè)計(jì)，不適用于非正弦電量的準(zhǔn)確測量；
4、部分真有效值儀表可適用非正弦波測試（如交流毫伏表），但只能測量真有效值，不能對重要的基波分量和諧波進(jìn)行測試。
結(jié)論：傳統(tǒng)電量測量儀表不能滿足寬頻率范圍和富含諧波的變頻電量的準(zhǔn)確測試和分析。
三、變頻電量測量儀器的現(xiàn)狀
市面上出現(xiàn)的大部分變頻電量測量儀器僅僅在工頻電量測量儀器基礎(chǔ)上做了頻帶和功能的拓展，僅僅做到了可以測量變頻電量，多數(shù)變頻電量測量儀器廠家公布的技術(shù)參數(shù)僅僅在工頻下能成立，而對常規(guī)變頻電量涉及的較寬頻率范圍內(nèi)和全功率因數(shù)范圍內(nèi)的測量準(zhǔn)確度要么較低，要么回避不談，要么模棱兩可。
由于大部分用戶對變頻電量測試儀器儀表缺乏認(rèn)識，進(jìn)口功率分析儀廠商渾水摸魚，宣傳方式上帶頭采用意圖誤導(dǎo)消費(fèi)者的不規(guī)范的精度標(biāo)稱方式，國內(nèi)功率分析儀廠家紛紛效仿，致使變頻功率分析儀精度標(biāo)稱方式胡亂。
舉個簡單的例子，某進(jìn)口高精度功率分析儀的工頻功率精度為0.06%，其余頻段精度較低，廠商卻將該工頻精度指標(biāo)拆分為0.02%讀數(shù)+0.04%量程，然后又將0.04%量程省略后在其宣傳資料中標(biāo)稱基本精度為0.02%讀數(shù)。
出現(xiàn)這種局面的根本原因在于國內(nèi)外普遍存在的變頻電量測量儀器計(jì)量基準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程的缺失。
四、變頻電量測量儀器的展望
2010年起，湖南銀河電氣有限公司與國防科技大學(xué)和湖南省計(jì)量檢測研究院合作，開展變頻電量量值溯源體系建設(shè)的系列工作。得到中國計(jì)量科學(xué)研究院、國家高電壓計(jì)量站、上海電科院等單位的大力支持，于2012年完成計(jì)量基準(zhǔn)的建立，并與湖南省計(jì)量檢測研究院合作籌建
國家變頻電量測量儀器計(jì)量站，計(jì)劃在2014年完成國家驗(yàn)收，對外開展變頻電量測量儀器的計(jì)量檢定工作，逐步規(guī)范我國的變頻電量測量儀器。
國家變頻電量測量儀器計(jì)量站是迄今為止國際上第一個變頻電量專業(yè)計(jì)量站，我們有理由相信，我國的變頻電量測量與計(jì)量技術(shù)有望進(jìn)入國際領(lǐng)先水平。
圖1 變頻電量測量儀器的國家計(jì)量基準(zhǔn)-WP4000變頻功率分析儀
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