目前，變頻電量高精度測量主要采用高精度寬頻帶功率分析儀和霍爾電壓、電流傳感器構(gòu)成的功率測試系統(tǒng)。那么，是不是只要功率分析儀和霍爾電壓、電流傳感器的精度都足夠高，功率測試系統(tǒng)精度就一定高呢？

　　答案是否定的！

一、功率測試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之一：傳感器角差指標(biāo)不明確

　　顯然，功率測試系統(tǒng)精度取決與功率分析儀及傳感器的精度均有關(guān)系。而功率測試系統(tǒng)的核心測量參量為交流電有功功率。正弦交流電有功功率P=UIcosφ。非正弦交流電有功功率等于各次諧波的有功功率之和，而各次諧波的有功功率同樣滿足P=UIcosφ的計(jì)算公式。

　　從有功功率計(jì)算公式可以看出，功率測量準(zhǔn)確度取決于電壓有效值、電流有效值及電壓和電流的相位差三個(gè)參量的測量準(zhǔn)確度。

　　而電壓和電流的相位差測量與傳感器一次輸入和二次輸出之間的相位偏移（或相位誤差，下稱角差）以及測量電路引入的相位偏移有關(guān)。并且，只要相位偏移存在，不論測量方法中是否利用了相位差，對功率測量準(zhǔn)確度的影響是相同的。

　　用于傳統(tǒng)電能計(jì)量的電壓、電流互感器有明確的角差指標(biāo)，例如：0.2級電流互感器表示電流互感器的比差為0.2%，角差為10′（60′=1°）。

　　然而，由于霍爾電壓、電流傳感器等主要用于工業(yè)控制中獨(dú)立的電壓、電流測量，相位誤差不會對其系統(tǒng)造成明顯的影響，因此，霍爾電壓、電流傳感器通常不標(biāo)稱角差。

　　銀河電氣變頻電量計(jì)量檢測研究中心對國內(nèi)外大量霍爾電壓、電流傳感器的角差進(jìn)行了抽檢，發(fā)現(xiàn)霍爾電壓傳感器的角差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同精度等級的互感器的角差，某進(jìn)口品牌的6400V的霍爾電壓傳感器，角差大約為240′。

　　相同的角差，在不同功率因數(shù)時(shí)，對功率測量的準(zhǔn)確度影響不同，240′的角差：

　　功率因數(shù)為1時(shí)，對功率測量準(zhǔn)確度的影響約為0.2%；

　　功率因數(shù)為0.8時(shí)，對功率測量準(zhǔn)確度的影響約為5.5%；

　　功率因數(shù)為0.2時(shí)，對功率測量準(zhǔn)確度的影響約為34%?。ㄔ敿?xì)參見銀河文庫：不同功率因數(shù)下相位誤差對功率測量準(zhǔn)確度的影響）

　　顯然，采用這樣的霍爾電壓傳感器構(gòu)建的功率測試系統(tǒng)，不論電壓傳感器精度（幅值精度）和功率分析儀精度多高，都無法保障功率測試系統(tǒng)精度。

二、功率測試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之二：量程不匹配

　　任何電測量儀表，都存在一個(gè)共性，對于固定量程，電壓、電流信號越?。ㄏ鄬α砍痰谋壤?，測量精度越低。

　　為了拓寬高精度測量范圍，目前市面上的高精度功率分析儀，大多數(shù)采用多量程方案，可以在較寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的測量精度。

　　例如：WT3000高精度功率分析儀的電壓設(shè)置了15V、30V、60V、100V、150V、300V、600V、1000V八個(gè)量程。

　　該儀表的相鄰量程之間的比值均為超過2，量程設(shè)置滿足常規(guī)的半量程保證精度的思路。在7.5V～1000V范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)高精度測量，算是很寬的測量范圍了。

　　然而，在霍爾電壓、電流傳感器與功率分析儀構(gòu)建的功率測試系統(tǒng)中，功率分析儀接受的是霍爾電壓、電流傳感器的輸出信號。以LEM公司的LV200-AW/2/6400為例，其一次電壓為6400V時(shí)，二次輸出為80mA電流，而傳感器的供電電源電壓不超過24V，電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栔?，其峰值不超過±24V，有效值（按照正弦波峰值因數(shù)計(jì)算）不超過17V。當(dāng)采用±12V或單24V等電源供電時(shí)，其輸出有效值不超過8.5V。

　　針對該傳感器，功率分析儀的可用量程基本上只有15V一個(gè)量程。功率分析儀的多量程基本失去了意義，寬范圍內(nèi)，功率測試系統(tǒng)精度仍然得不到保障。（詳細(xì)參見銀河百科：寬幅值范圍）

三、功率測試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之三：帶寬不匹配

　　變頻器輸出電壓為PWM波，PWM波具有豐富的諧波，信號占據(jù)很寬的帶寬，按照“GB/T22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動機(jī)試驗(yàn)方法”的規(guī)定，對于兩電平變頻器，測試裝置帶寬應(yīng)在6倍開關(guān)頻率以上，變頻器帶寬按照2kHz計(jì)算，電壓傳感器帶寬應(yīng)在12kHz以上，作為更加通用的要求，一般建議在30kHz以上。

　　變頻器負(fù)載通常為電機(jī)，電機(jī)為感性負(fù)載，可以濾除大部分高次諧波，因此，變頻器測試或變頻電機(jī)測試中，對電流傳感器的帶寬要求可遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電壓。

　　閉環(huán)式的霍爾電流傳感器帶寬可達(dá)100kHz甚至更高，可以滿足絕大多數(shù)變頻器及變頻電機(jī)測試需要。

　　然而，霍爾電壓傳感器帶寬通常較窄，一般在15kHz以內(nèi)，作為一般規(guī)律，電壓越高，霍爾電壓傳感器帶寬越窄，以LV200-AW/2/6400為例，其帶寬僅700Hz左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足變頻器輸出電壓測量的需要！

　　相比之下，目前功率分析儀的電壓、電流帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電壓傳感器的帶寬。

　　作為傳感器與儀表構(gòu)建的系統(tǒng)而言，理想的帶寬配置是傳感器帶寬高于儀表帶寬，一方面保證傳感器具有足夠的帶寬，確保信號不失真，另一方面，儀表可以設(shè)置低通濾波器濾除高頻干擾信號或不關(guān)注的頻率成分。

　　而霍爾電壓傳感器與功率分析儀構(gòu)建的功率測試系統(tǒng)中，情況恰恰相反：傳感器帶寬過窄，損失了信號的高頻分量，功率分析儀帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳感器帶寬，測到的高頻分量全部為干擾信號。功率分析儀帶寬得不到發(fā)揮！寬頻段范圍內(nèi)，功率測試系統(tǒng)精度得不到保障?。ㄔ敿?xì)參見：銀河百科：寬頻功率分析儀核心技術(shù)指標(biāo)剖析＿選購注意事項(xiàng)）

四、功率測試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之四：傳輸環(huán)節(jié)的干擾

　　電磁波作為一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，廣泛存在于整個(gè)宇宙中，無時(shí)無刻不在影響著人們的生活及生產(chǎn)。

　　干擾越大，信號受影響越大，而相同干擾情況下，信號越大，受干擾影響越小。

　　傳統(tǒng)的工頻電量測量用傳感器主要為電壓、電流互感器，輸出電壓、電流典型值分別為100V、5A，信號較大。

　　電磁干擾主要由非線性設(shè)備產(chǎn)生，傳統(tǒng)的互感器測試場合，大多為線性設(shè)備，干擾較小。

　　霍爾電壓、電流傳感器為有源器件，受供電電源的限制，通常輸出電壓低，并且一般為低功耗器件，輸出電流小。

　　采用霍爾電壓、電流傳感器測量的場合，大多針對變頻器、逆變器、整流器、斬波器等非線性設(shè)備，干擾較大。

　　相比之下，互感器測量時(shí)，環(huán)境干擾小而被測信號大?；魻栯妷骸㈦娏鱾鞲衅鳒y量場合，環(huán)境干擾大而被測信號小。此消彼長，起此彼伏，霍爾電壓、電流傳感器受干擾程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電壓、電流互感器。受干擾影響，通常很難保障功率測試系統(tǒng)精度。（詳細(xì)參見銀河百科：前端數(shù)字化）

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