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。電機作為傳統(tǒng)的機械動力源，在國民經(jīng)濟建設(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《電機能效提升計劃（2013-2015）》中指出：據(jù)統(tǒng)計測算，2011年，我國電機保有量約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)達到甚至超過了直流電動機，而且具有低成本、易維護、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——變頻器本身需要進行能效計量檢測；
變頻器的諧波會給電機帶來附加損耗，需要進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、手機充電器等高效電源，變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻洗衣機等變頻家電，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，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，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識，進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。得到中國計量科學(xué)研究院、國家高電壓計量站、上海電科院等單位的大力支持，于2012年完成計量基準(zhǔn)的建立，并與湖南省計量檢測研究院合作籌建
國家變頻電量測量儀器計量站，計劃在2014年完成國家驗收，對外開展變頻電量測量儀器的計量檢定工作，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量站是迄今為止國際上第一個變頻電量專業(yè)計量站，我們有理由相信，我國的變頻電量測量與計量技術(shù)有望進入國際領(lǐng)先水平。
圖1 變頻電量測量儀器的國家計量基準(zhǔn)-WP4000變頻功率分析儀
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