一. 概述

　　在電氣測量領(lǐng)域，功率分析儀是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備，但由于國外品牌起步較早，加上國人對功率分析儀普遍缺乏認(rèn)知能力，進口功率分析儀占據(jù)了主要的市場份額，國產(chǎn)功率分析儀品牌寥寥無幾。
　　這對稍有民族榮譽感的中國人來說，都覺得是一種恥辱：以中國如此雄厚的經(jīng)濟實力及人數(shù)眾多的技術(shù)人才，為何不能研發(fā)出屬于自己的功率分析儀？

二. 打造國產(chǎn)分析儀品牌

　　湖南銀河電氣有限公司以民族榮譽為公司使命，以“為用戶提供值得信賴的數(shù)據(jù)“為公司責(zé)任，并經(jīng)過多年的潛心研究及現(xiàn)場測量經(jīng)驗積累，推出新型的寬頻帶高精度國產(chǎn)功率分析儀——WP4000變頻功率分析儀。
　　該功率分析儀具有寬頻率范圍、寬幅值范圍、寬量程范圍、前端數(shù)字化、測量精度高等特點，彌補了進口功率分析儀在實際使用中不能解決的難題（如低功率因數(shù)下的功率測量問題，變頻電量的測量問題等等）。湖南銀河電氣有限公司擁有WP4000變頻功率測試系統(tǒng)的完全自主知識產(chǎn)權(quán)，WP4000變頻功率分析儀的大部分器件也為國產(chǎn)器件。

　　作為國產(chǎn)功率分析儀的第一品牌，WP4000變頻功率分析儀先后獲得了湖南省計量檢測研究院、國家高電壓計量站、中國計量科學(xué)研究院及德國聯(lián)邦物理研究院等權(quán)威機構(gòu)的計量校準(zhǔn)證書，使得WP4000變頻功率分析儀更加具有說服力。

　　然而，銀河電氣沒有因此而停止前進的腳步，因為在國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)的校準(zhǔn)比對過程中，銀河電氣的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的校準(zhǔn)能力并不能真正展現(xiàn)WP4000變頻功率分析儀應(yīng)有的性能。為此，銀河電氣聯(lián)合國防科技大學(xué)和湖南省計量檢測研究院，在中國計量科學(xué)研究院和武漢高電壓計量站專家領(lǐng)導(dǎo)的支持下，經(jīng)過多年的努力，終于于2012年研制成功國內(nèi)乃至國際上輸出電壓最高、輸出電流最大、頻率范圍最寬、負載能力最強的，適合變頻功率分析儀校準(zhǔn)檢定用的ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源，在中國計量院專家的驗證和認(rèn)可下，成為了國內(nèi)第一臺變頻功率國家計量基準(zhǔn)。而該基準(zhǔn)的測量單元就是采用特殊定制的WP4000變頻功率分析儀。

圖1 國產(chǎn)功率分析儀——WP4000變頻功率分析儀

三.WP4000變頻功率分析儀

四. WP4000變頻功率分析儀特點

1. 前端數(shù)字化技術(shù)

　　為了響應(yīng)國家“節(jié)能減排“的號召，變頻調(diào)制電源已經(jīng)被普遍引入，由于IGBT開關(guān)的頻繁通斷，導(dǎo)致變頻器在調(diào)制過程中會產(chǎn)生大量的高次諧波，不僅對負載、電網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生影響，也對現(xiàn)場試驗環(huán)境產(chǎn)生負面作用。現(xiàn)場如此復(fù)雜的電磁環(huán)境下，要保證高精度的測量，這對電測量設(shè)備的電磁兼容性及抗干擾能力提出了苛刻的要求，部分測量設(shè)備甚至無法正常工作。 
　　前端數(shù)字化是湖南銀河電氣有限公司為解決復(fù)雜電磁環(huán)境下高精度測量而提出的、符合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展思路的、可有效提高電子電器產(chǎn)品電磁兼容性的創(chuàng)新理念，即在測量前端將被測信號數(shù)字化，數(shù)字信號通過光纖傳輸至功率分析儀，有效的避免了線路傳輸環(huán)節(jié)引入的干擾及線路傳輸損耗，保證了復(fù)雜電磁環(huán)境下功率分析儀的高精度測量。

2. 超強運算能力

　　WP4000變頻功率分析儀采用高性能的雙核嵌入式CPU模塊，內(nèi)存容量不低于2G，強大的運算能力和大容量的存儲能力，使得WP4000功率分析儀在某些特殊試驗條件下：如最低基波頻率為0.1Hz的情況，PWM的寬頻帶和低基頻導(dǎo)致傅里葉窗口數(shù)據(jù)長度超長，這對于分析儀的存儲容量及運算速度要求都特別高，而WP4000變頻功率分析儀也能輕松應(yīng)付。

3. 寬幅值范圍

　　在實際情況中，試驗項目不同，所需要測量的電壓、電流范圍不同，如果要保證所有測量范圍內(nèi)的測量精度，以往一般采用互感器外部換擋的方式來實現(xiàn)，但是外部換擋一般需要多個開關(guān)通過人工操作去切換，操作繁瑣且易出錯，另大電流開關(guān)價格昂貴（特別是用于變頻電量的開關(guān)），系統(tǒng)架設(shè)復(fù)雜。
　　WP4000變頻功率分析儀的功率單元分別設(shè)置了8個檔位，每個檔位只測量1/2量程范圍內(nèi)的信號，實現(xiàn)了200倍動態(tài)范圍內(nèi)的高準(zhǔn)確度測量。采用先進的無縫自動量程轉(zhuǎn)換技術(shù)，無需人工切換，無需大電流開關(guān)，系統(tǒng)自動根據(jù)測量信號選擇合適的檔位，且檔位切換時，數(shù)據(jù)部丟失，可滿足寬幅值范圍內(nèi)的全面動態(tài)測量。

4. 寬頻率范圍

　　現(xiàn)在市面上的大多數(shù)功率分析儀，適用范圍中明示甚至是專業(yè)針對變頻電量測量，但是標(biāo)稱的準(zhǔn)確度指標(biāo)卻只能在工頻條件下能夠成立，非工頻下的測量準(zhǔn)確度要么低下，要么不明示，導(dǎo)致用戶采購了標(biāo)稱精度很高的功率分析儀，測量結(jié)果與實際大相徑庭。
　　WP4000變頻功率分析儀有效帶寬高達100kHz，最高采樣頻率250kHz，基波頻率測試范圍DC，0.1Hz~400Hz，完全滿足變頻電機試驗國家標(biāo)準(zhǔn)的最高帶寬要求，適應(yīng)任意場合下的直流、低頻、工頻、變頻等試驗場合的電參數(shù)測試。

5. 寬相位范圍

　　普通的工頻電壓、電流互感器相位有明確標(biāo)識，其相位誤差可以通過電氣補償，可控制在較小的范圍，一般的功率分析儀未將傳感器的相位誤差進行補償。
　　國產(chǎn)功率分析儀——WP4000變頻功率分析儀采用三合一的方式進行相位補償，且功率單元（SP系列變頻功率傳感器/DT系列數(shù)字變送器）具有極小的角差，實現(xiàn)了在0.05~1功率因數(shù)范圍內(nèi)的高準(zhǔn)確度測量，進而提高寬相位范圍內(nèi)的功率測量精度。

五. 應(yīng)用前景

　　WP4000變頻功率分析儀以其各方面的優(yōu)勢，在變頻電量的測量領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。截止2011年低，WP4000變頻功率分析儀已為近十個國家級第三方檢定機構(gòu)提供能效計量檢定。

　　2013年6月，質(zhì)檢總局批復(fù)，由湖南省計量檢測研究院和湖南銀河電氣有限公司共同籌建國家變頻電量測量儀器計量站。國家變頻電量測量儀器計量站將于2014年7月完成國家驗收，開展對外計量檢定服務(wù)，這將是國產(chǎn)功率分析儀的福音。屆時，國產(chǎn)功率分析儀將可以與進口功率分析儀同臺競技，公平競爭，而對進口功率分析儀的管理也將逐漸趨于規(guī)范。

---