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功率分析仪选型基础知识_概述

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  • 发布时间:2013/12/4 10:47:07
  • 作者:AnyWay中国

  高效电机及高效电力变压器技术的发展,对功率测量准确度提出了越来越高的要求,GB/T1032-2012三相异步电动机试验方法中明确指出,用于高效电机试验功率测量的仪器仪表的准确度不得劣于0.2级。目前市场上的功率分析仪标称精度大多优于0.1%,甚至高达0.02%或0.01%,可是,这些功率分析仪真的能满足测试需要吗?
功率分析仪选型
  随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术等的发展,变频器、逆变器、整流器、电子变压器及开关电源等高效功率变换装置在舰船电力推进、装甲电力牵引、电机、风机、水泵、风力发电、光伏发电、燃料电池、轨道交通、电动汽车、变频冰箱、变频空调、变频洗衣机、荧光灯、LED照明、数码产品、电源适配器等领域得到广泛应用。
  上述各类功率变换装置的除了具有效率高,便于调节的共同优点之外,还有一个显著的共同特征就是:在其输入或输出或中间环节必然存在既不同于直流电,也不同于传统工频正弦交流电量的变频电量。高效功率变换装置的科研实验、生产检验、能效评测等等测试、测量或计量,均需要适用于变频电量测量仪器仪表,其中最常用的就是各类功率分析仪。
  传统的电功率测量仪表为各类指针式或数字式功率表、功率计或瓦特表。这类仪表技术成熟,标准体系健全(详见“功率分析仪、功率表相关标准、检定规程及校准规范简介”)。用户选型时,一般只需要考虑量程和准确度等级即可。
  高效电机、高效电力变压器及各类高效功率变换装置对功率测量提出了更高的要求,传统的功率计、功率表及瓦特表许多时候已经不能满足测试、测量或计量需要。
  为了满足各种不同的测量需要,各类高精度功率分析仪、变频功率分析仪、宽频带功率分析仪等应运而生。
  上述各类功率分析仪除了传统功率计具备的有功功率测量的基本功能之外,一般还具备实时波形、谐波分析、电能质量分析等功能。其中,适用变频电量测量的变频功率分析仪在电压、电流和功率的测量方法和测量参数上,与传统功率计、功率表、瓦特表等相比,也发生了质的变化。
  在实现技术上,功率分析仪通常采用交流数字采样技术,可对采样结果进行傅里叶变换和各种复杂运算,通常需要采用高性能微处理器和CPLD、FPGA等高速逻辑器件,其技术复杂程度亦远远大于传统的功率测量仪表。
  目前,在中国大陆销售的进口功率分析仪厂家主要有:日本日置(HIOKI)、日本横河(YOKOGAWA)、美国福禄克(FLUKE)、德国ZIMMER等,国内功率分析仪厂家主要有:银河电气、杭州远方、青岛青智、广州致远等。各大厂家的功率分析仪特点不同,名称也不同。如:日本日置的高精度数字功率计、日本横河的高精度功率分析仪、美国福禄克的宽频功率分析仪。国内银河电气功率分析仪产品早期称宽带功率分析仪,后更名为变频功率分析仪
WP4000变频功率分析仪
  然而,迄今为止,国内外尚未颁布适用变频电量测试的功率分析仪的任何相关标准和检定规程,量值溯源体系也正处于建设期(详见“变频电量国家计量站”)。功率分析仪处于百家争鸣的战国时期。
  由于标准缺失、量值溯源体系不健全,各大厂家的功率分析仪技术指标标称不统一,加上部分厂家基于商业目的,在产品的宣传方面的措词明示或者暗示、省略或含糊使得消费者对真实情况产生误解,并影响其购买决策和其他经济行为。(参见“进口高精度功率分析仪基本误差及精度大揭秘_捍卫国人权益”),功率分析仪精度指标虚高,标称方式混乱的现象较为普遍,加大了用户在功率分析仪选型时的困难。
  因选型不当造成耗费巨资却得不到准确的测量结果的案例屡见不鲜。不当选型的原因可以概括为以下几个方面:
  1、功率分析仪功能及操作方式不符合观测者的习惯;
  2、对被测对象不了解;
  3、对测量仪器不熟悉;
  4、未采用正确的测量方法;
  5、未全面把握测量条件对测量仪器的影响。
  那么,如何选型,才能保障消费者合法权益,确保功率测量的正确性和准确度呢?
  事实上,任何测量过程,都具有共性,这就是前人归纳总结的观测者被测对象测量仪器测量方法测量条件测量五要素
  正确的功率分析仪选型,应该从测量五要素出发:
  1、尽量选择符观测者知识结构和使用习惯的功率分析仪;
  2、对被测对象进行较全面的了解和评估,并确定对功率分析仪的具体要求;
  3、结合被测对象特点对作为测量仪器的功率分析仪的性能指标进行全面剖析;
  4、选择的功率分析仪应该具备正确的测量方法;
  5、特别注意使用条件对功率分析仪精度指标的影响,因为使用条件下的功率分析仪的精度指标才具有实际意义。