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WP3000变频功率分析仪

产品概述

一、WP3000变频功率分析仪概述

WP3000变频功率分析仪

  WP3000变频功率分析仪是银河电气继WP4000变频功率分析仪之后推出的又一款低成本宽频带的高精度功率分析仪,适用于变压器、整流器、逆变器、变频器等各类变流器及电机、电器产品的检试验、能效评测及谐波检测。

  WP3000变频功率分析仪由数字量输出的功率单元和数字量输入的主机构成,两者通过光纤连接。完全避免了复杂电磁环境下传输环节的衰减和干扰。

  目前用于高电压、大电流变频电量测量的传感器的精度,尤其是电压传感器的角差精度,远远落后于功率分析仪的精度指标,是制约功率分析仪系统精度指标的重要因数。WP3000变频功率分析仪具有100多种功率单元可供选择,配置不同的功率单元,无需外部传感器即可直接测量1mV~15kV的交直流电压信号和100uA~7000A的交直流电流信号,减少了中间环节,提高系统测量准确度和带宽。

  WP3000变频功率分析仪在很宽的幅值、频率及功率因数范围之内,均能满足标称准确度指标,其精度满足变压器、变频器等各种变流器及电机、电器、新能源产品的检试验要求。大大简化了功率分析仪系统的电压、电流传感器及量程转换电路,降低了测试系统成本,减小了占地面积。

  每台WP3000变频功率分析仪可配置1~4个功率单元,一台分析仪即可实现逆变器的直流输入功率与交流输出功率的同步测量;采用二瓦计法时,可同时测量两个独立三相回路的功率及相关电参量。


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二、WP3000变频功率分析仪构成特点


大仪器技术

实现1mV~15000V,100uA~7000A的直接测量


  常规高精度功率分析仪的功率单元的量程较小,不能直接测试1000V以上的电压,最大测试电流通常在50A以下;功率单元种类较少,而各类变频电量变送器/传感器没有统一的产品标准,普遍存在各类高精度功率分析仪、宽频功率分析仪与各类变频电量变送器/传感器量程匹配难的问题;常规高精度功率分析仪可能具有较小角差,但是,与之配套的各类变频电量变送器/传感器往往不标称角差指标,构成的系统角差指标不明确,功率测量精度难于保障。

  WP3000变频功率分析仪采用独有的大仪器技术,将一次传感器与二次仪表通过数字化光纤传输实现有机的完美整合,可实现1mV~15000V电压、100uA~7000A电流及功率的直接测量及谐波检测。

WP3000变频功率分析仪(新传感器) 拷贝



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三、WP3000变频功率分析仪主要功能

WP3000数字功率计
数字功率计
与目前市面上所有的功率分析仪不同,WP3000变频功率分析仪依据所选用的线路图,可在主界面上直接显示与线路图对应的相关参数,并对每个参数以习惯名称命名。电压、电流参数根据需要可选择显示真有效值rms、基波有效值h01、算术平均值avg、校准平均值mean等,功率根据需要可选择显示总有功功率Pavg,基波有功功率Ph01。默认状态下,分析仪启用自动无缝量程转换,并在被测参量右侧显示当前使用的档位。
WP3000电能质量分析仪
电能质量分析仪
为了方便的检验三相电源的供电质量,WP3000变频功率分析仪设置了大部分功率分析仪所不具备的电能质量分析功能,计算设定时间内的频率稳定度、幅值稳定度、总谐波失真THD、总谐波因数THF、电压谐波因数HVF、电流谐波因数HCF等电能特征值。采用对称分量法计算正序分量、负序分量、零序分量。依据国标、IEEE、NEMA、CIGRE等标准计算三相不平衡度等参数。
WP3000实时示波器
实时示波器
WP3000变频功率分析仪的示波器功能采用固定采样率的实时采样技术,避免了变采样率示波器测量高带宽、低基波频率PWM波形时因采样频率过低造成混叠失真及等效采样示波器不能准确测量非周期波形等问题,可完整查看基波频率低至4Hz的PWM波形。WP3000变频功率分析仪可在变压器、变频器及各类变流器及电机产品检试验中替代专业示波器,且无需考虑探头量程问题。
WP3000谐波检测仪
谐波检测仪
目前大部分宽频功率分析仪采用FFT进行谐波检测,FFT具有运算速度快的优点,但是,FFT给采样频率的同步带来了困难,当频率不稳定的情况下,其分析结果误差较大,WP3000变频功率分析仪采用高性能双核嵌入式CPU模块,使实时DFT变换成为可能,确保了采样频率与信号频率的同步,保证谐波检测结果的正确性与准确性。
WP3000无纸记录仪
无纸记录仪
WP3000变频功率分析仪设置了截屏与采集功能。截屏功能相当于照相机,每按下一次,记录一次屏幕快照。采集功能则记录所有通道的瞬时采样数据和运算的各种稳态特征值。截屏和采集以文件方式记录在外部连接的存储器上或系统设置的存储目录下。存储容量取决于连接的存储设备(分析仪内置150GB硬盘),几乎不受限制,彻底解决了常规功率分析仪及无纸记录仪存储容量较小,不能满足长时间记录的问题。

 

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四、WP3000变频功率分析仪主要特点

1、复杂电磁环境下的高准确度测量

  常规功率分析仪作为二次仪表,与一次传感器之间采用模拟信号传输,尤其是宽频功率分析仪配套的一次传感器通常输出信号较小,在变频器等非线性设备运行的场合中,不可避免会受到电磁干扰的影响,导致测量精度下降,严重的还会损坏功率分析仪。

  WP3000变频功率分析仪由主机及功率单元构成,功率单元采用前端数字化技术,安装在被测点附近,并经被测信号就地数字化,功率单元输出的数字信号经过光纤与主机相连,主机接收来自功率单元的数字信号并进行运算、处理和显示。

  光纤传输有效的避免了传输过程中的损耗与干扰,截断了传感器及分析仪的干扰传播重要途径,提升了传感器和分析仪的电磁兼容性。光纤传输排除了负载匹配及量程匹配等引起的误差。由于主机是纯数字运算,不增加误差,受温度或者长期漂移影响的可能性也被全部消除。

  影响WP3000变频功率分析仪精度只有功率单元(SP系列变频功率传感器DT系列数字变送器)一个环节,有效提高了系统精度,功率单元的标称精度可在复杂电磁环境下得以实现。

光纤无损传输(新传感器) 拷贝

宽频带高精度功率分析仪——WP3000变频功率分析仪的构成原理

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2、宽范围内的高准确度测量

  普通传感器及功率分析仪一般只能在较窄的范围内保证测量准确度,对于被测信号变化范围较宽时,通常采用多个传感器结合换挡开关进行换挡,以拓宽测量范围。
  WP3000变频功率分析仪在一个功率单元内部设置8 个档位,每个档位只测量在本档位量程的50%~100%范围内信号,实现在1%~200%额定电流及0.75%~150%额定电压输入的范围内实现高准确度测量。由于采用无缝量程转换技术,档位切换时,数据不丢失,可满足各种宽范围内的动态测量。

  某些高精度功率分析仪虽然划分了多个档位,可以实现较宽范围内的高精度测量。但是,当外接传感器时,由于没有合适的量程匹配,测量精度仍然得不到保障。例如,某进口高精度功率分析仪的电压量程分为:15V、30V、60V、150V、300V、600V、1000V,按照一般的1/2原则,该仪器可以在7.5V~1000V范围内实现较高的测量精度。然而,用于变频电量测量的各种霍尔电压传感器,一般输出满量程电压就在7.5V左右,也就是说,接上传感器之后,实际上有效的量程只有一个。

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3、明确的、优异的系统角差指标

  以电机及变压器为例,空载时的功率因数很低,而此时的输入功率往往就是设备的主要损耗。低功率因数下的高准确度测量,是评价电机、变压器等高能效产品的重要技术指标。
  传感器及仪表的角差指标直接影响功率测量准确度,功率因数越低,同样的角差对功率测量的准确度影响越大。

  大多数高精度功率分析仪的功率测量准确级的参比条件是功率因数等于1,不明示测量难度大的低功率因数下的准确度指标。

  大多数用于变频电量测量的传感器,不标称相位指标,系统的相位误差不明确,低功率因数时,功率测量准确度处于未知状态。

  WP3000变频功率分析仪的功率单元具有极小的角差,实现了在0.05~1 功率因数范围内的高准确度测量。

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4、真正的变频测试系统

  大多数用于变频电量测量的传感器和宽频功率分析仪,往往以工频下的测量准确度作为标称准确度指标。非工频下的测量准确度要么较低,要么不明示,导致用户采购了标称准确度很高的测量设备,测量结果却与实际大相径庭。
  WP3000变频功率分析仪实现了在电机、变频器、变压器等关注的全频率内的高准确度测量,以全频率范围内最低的准确度指标标称设备准确度指标。

  表1和表2给出了WP3000变频功率分析仪与标称0.02级的某进口高精度功率分析仪在宽频范围内、正弦波和PWM波测量时的不同基波频率下的准确度指标对比。

 

1、WP3000变频功率分析仪与某进口高精度功率分析仪在宽频范围内正弦波测量精度对比

序号 频率(Hz) 进口高精度功率分析仪 AnyWay 
1 0.1~30 ≥0.5%rd(0.2%rd+0.3%fs) A型: ≥0.05%rd(0.02%rd+0.03fs)
B 型: 0.1%rd
C 型: 0.2%rd
2 30~45 ≥0.1%rd(0.05%rd+0.05%fs)  
3 45~66 ≥0.06%rd(0.02%rd+0.04%fs)  
4 66~400  ≥0.1%rd(0.05%rd+0.05%fs)   

 

2、WP3000变频功率分析仪与某进口高精度功率分析仪在宽频范围内PWM波基波测量精度对比

序号 频率(Hz) 进口高精度功率分析仪 AnyWay 
1 4~30 0.9%rd(0.5%rd+0.4%fs)
采样频率大于10kHz;5.5kHz滤波器开启
A型:  0.05%rd(0.02%rd+0.03fs)
B 型: 0.1%rd
C 型: 0.2%rd
2 30~66 0.55%rd(0.45%rd+0.1%fs)
采样频率大于10kHz;5.5kHz滤波器开启
 
3 66~400 1.3%rd(1.2%rd+0.1%fs)
采样频率大于10kHz;5.5kHz滤波器开启
 


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整体溯源

     五、完善的溯源手段和先进的检定设施

       湖南银河电气有限公司是国家变频电量测量仪器计量站的发起人和主要创始人,是变频电量国家测量标准的建立单位,是变频电量测量仪器(高精度功率
     分析仪、宽频功率分析仪、谐波监测仪等仪器仪表及相关传感器、变送器)标准的起草单位,是变频电量测量仪器检定规程的编制单位,其变频电量计量检测
     研究中心拥有最完善的溯源手段和最先进的计量检定装置。
        WP3000变频功率分析仪标称的全部精度指标均可溯源至国家变频电量测量标准。因此,WP3000变频功率分析仪可用于各类高精度功率分析仪、宽频功率分
                            析仪、谐波检测仪及相关传感器、变送器的检定/校准。

   

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自主知识产权

        六自主知识产权

     湖南银河电气有限公司拥有WP3000变频功率分析仪的完全自主知识产权,其综合精度指标优于各类进口高精度功率分析仪及宽频功率分析仪。

     WP3000变频功率分析仪的大部分器件为国产器件。

  

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 七、与WP4000的主要区别

  WP3000变频功率分析仪是WP4000变频功率分析仪的简化版,在WP4000的基础上,做了如下变更:

1、取消了为提高低频处理能力的部分电路

  傅里叶时间窗长度由WP4000变频功率分析仪的2,500,000点变为62500点,基波测量及谐波检测的频率下限提高至4Hz。
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2、取消部分扩展功能

  取消了转矩、扭矩、温度等扩展测试接口和软件,取消了VGA扩展输出接口,取消了WIFI扩展接口。
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3、减少了功率单元

  WP4000变频功率分析仪最多可连接6个功率单元,WP3000变频功率分析仪最多可连接4个功率单元。

  除了上述变化,WP3000变频功率分析仪保留了WP4000的所有功能,所有性能指标不变。

 

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选型及应用

一、功率单元选型

  被测电压、电流的量程不同,WP3000变频功率分析仪采用的功率单元有所不同,WP3000变频功率分析仪的功率单元也称变频电量变送器,可配置SP系列变频功率传感器DT系列数字变送器

1、SP系列变频功率传感器可选型号

SP系列变频功率传感器

额定电压 型号 额定电流 额定电压 型号 额定电流
380V SP381201X
SP381301X
SP381401X
SP381501X
SP381751X
SP381102X
SP381152X
SP381202X
SP381252X
SP381302X
SP381352X
200A
300A
400A
500A
750A
1000A
1500A
2000A
2500A
3000A
3500A
690V SP691201X
SP691301X
SP691401X
SP691501X
SP691751X
SP691102X
SP691152X
SP691202X
SP691252X
SP691302X
SP691352X
200A
300A
400A
500A
750A
1000A
1500A
2000A
2500A
3000A
3500A
1140V SP112201X
SP112301X
SP112401X
SP112501X
SP112751X
SP112102X
SP112152X
SP112202X
SP112252X
SP112302X
SP112352X
200A
300A
400A
500A
750A
1000A
1500A
2000A
2500A
3000A
3500A
3300V SP332201X
SP332301X
SP332401X
SP332501X
SP332751X
SP332102X
SP332152X
SP332202X
SP332252X
SP332302X
SP332352X
200A
300A
400A
500A
750A
1000A
1500A
2000A
2500A
3000A
3500A
6600V SP662201X
SP662301X
SP662401X
SP662501X
SP662751X
SP662102X
SP662152X
SP662202X
SP662252X
SP662302X
SP662352X
200A
300A
400A
500A
750A
1000A
1500A
2000A
2500A
3000A
3500A
10000V SP103201X
SP103301X
SP103401X
SP103501X
SP103751X
SP103102X
SP103152X
SP103202X
SP103252X
SP103302X
SP103352X
200A
300A
400A
500A
750A
1000A
1500A
2000A
2500A
3000A
3500A

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2、DT系列数字变送器可选型号

DT系列数字变送器可选型号

型号 量程 型号 量程
DT100 A/B 通道1:0.1~1280V
通道2:0.1~1280V
DT211 A/B 通道1:5V~1280V
通道2:0.5A~128A
DT111 A/B 通道1:0.1~1280V
通道2:0.1~1280V
DT212 A/B 通道1:5V~1280V
通道2:20mA~6.4A
DT122 A/B 通道1:0.5~128V
通道2:0.5V~128V
DT233 A/B 通道1:0.1V~25.6V
通道2:4mA~1.28A
DT200 A/B  通道1:0.1~1280V
通道2:100uA~6.4A
DT300 A/B 通道1:100uA~6.4A
通道2:100uA~6.4A

 

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二、WP3000变频功率分析仪应用

  WP3000变频功率分析仪是AnyWay品牌的核心产品,广泛应用于舰船电力推进、电机、风机、水泵、风力发电、轨道交通、电动汽车、变频器、特种变压器、荧光灯、LED照明等领域的产品检试验、能效评测及谐波检测。尤其适用于变频电机试验台、高效电机试验台、牵引电机试验台、风力发电机试验台以及变压器、变频器、整流器、逆变器等各类变流器试验测试系统。

  WP3000变频功率分析仪可用于各类高精度功率分析仪、宽频功率分析仪、谐波检测仪及相关传感器、变送器的在宽频带范围内的频率特性校准检定。

  产品遍布中国32个省和地区,覆盖三大动力集团以及中国电力科学研究院、上海电器科学研究院、苏州电器科学研究院、南车集团、湘电集团、金风科技等国内外近百家知名企业集团。截至2011年低,已为近十个国家级第三方检测机构提供完整的产品检试验、能效评测及谐波检测整体解决方案。

  详情请参见产品应用栏目

 
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性能参数

 

WP3000变频功率分析仪配置表

项目 配置 项目 配置
屏幕尺寸 12.1寸 分辨率 800*600真彩
安装方式 嵌入式/台式 操作 6个快捷键+8个软键
常规测量 实时波形
谐波分析 三相不平衡度
正序分量 负序分量
总谐波畸变THD 总谐波因数THF
谐波电压因数HVF 谐波电流因数HCF
扭矩/转速 × 温度测量 ×
以太网接口 扩展大屏幕输出(VGA) ×
扩展接口RS485 × WIFI ×


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WP3000变频功率分析仪主要技术指标

项目 指标 条件
最高采样率 250kHz
带宽 100kHz
电压 A型:0.05%rd
B型:0.1%rd
C型:0.2rd
幅值:0.75% ~150%UN(SP系列);0.5%~100% UN(DT系列)。
基波频率:DC,4Hz~400Hz(SP系列);
DC,4Hz~1500Hz(DT系列)。
电流 A型:0.05%rd
B型:0.1%rd
C型:0.2%rd 
幅值:1%~200% IN。
基波频率:DC,4Hz~400Hz(SP系列);
DC,4Hz~1500Hz(DT系列)。
功率 A型:0.05%rd
B型:0.1%rd
C型:0.2%rd

功率因数=1;额定电压、额定电流;基波频率:45~66Hz。

A型:0.1%rd
B型:0.2%rd
C型:0.5%rd
功率因数:0.2~1。
基波频率:DC,4Hz~400Hz(SP系列);
4Hz~1500Hz(DT系列)。
A型:0.2%rd
B型:0.5%rd
C型:1%rd
功率因数:0.05~0.2。
基波频率:DC,4Hz~400Hz(SP系列);
DC,4Hz~1500Hz(DT系列)。
频率测量精度 0.02%rd 4Hz~1500Hz
电压过载时间 10min U < 1.5UN(SP系列)
电流过载时间 3min I < 2IN

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标签:功率计,功率表,功率分析仪,变频电量测量仪器,前端数字化,全局精度,WP3000
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