用電設備對電網(wǎng)供電質(zhì)量影響的測量方法及相關(guān)標準

圖4電壓波動(dòng)和閃爍測量線(xiàn)路

（a）單相(b)三相

圖中:EUT被試設備M測量設備

G供電電源S由電壓發(fā)生器和阻抗Z組成的電源

參考阻抗在50Hz下：

單相電源RA=0.4Ω,JXA=0.25Ω

三相電源RA=0.24Ω,JXA=0.15Ω

RN=0.16Ω,JXN=0.1Ω

最大相對電壓變化特性dmax:指電壓變化特性的最大與最小有效值之差與額定電壓的百分比，標準規定不得大于4％。

（2）閃爍

閃爍分短期閃爍與長(cháng)期閃爍兩種：

●短期閃爍Pst：是在短時(shí)間內（10min內）所評估出來(lái)的閃爍程度，用Pst=1作為閃爍刺激的閾值。Pst實(shí)際上是模擬人對50Hz電網(wǎng)中工作在230V交流電壓下60W的白熾燈在電壓波動(dòng)情況下所產(chǎn)生的閃爍感受程度，如圖3所示。

●長(cháng)期閃爍PLt：指在較長(cháng)時(shí)間內（2h內）所評估出來(lái)的閃爍程度，標準用PLt=0.65作為閃爍刺激的閾值。

3.2測量方法

關(guān)于電壓波動(dòng)和閃爍，在標準中提到的評估方法有3種可以替代的方法，分別是直接測量法、模擬法、分析法。其中使用閃爍測量?jì)x器的直接測量法是一種基準的測量方法。

3．3測量線(xiàn)路

直接測量法的測量線(xiàn)路如圖4所示。

（1）交流試驗電源

試驗電源的開(kāi)路電壓應等于設備額定電壓，電壓穩定度保持在±2％以?xún)?；頻率穩定度為額定頻率（50Hz）的±0.5％，供電電源的電壓諧波失真應小于3％。此外試驗電源本身的最大短時(shí)閃爍Pst要小于0.4。并且要求在試驗前、后都作校驗。

（2）參考阻抗

由于電壓波動(dòng)和閃爍是靠監測負載端的電壓變化來(lái)確定的，故測試中必須選擇合適的線(xiàn)路阻抗作為統一的參考阻抗。供電線(xiàn)路的總阻抗（包括電源內阻抗和參考阻抗在內）應當合適，保證在整個(gè)評估測量中達到±8％的總體精度。

當電源阻抗值未知時(shí)，就必須在電源和被試設備之間加入由電阻和電感組成的參考阻抗，測量應參考阻抗的電源端和被試設備端分別進(jìn)行，并規定從電源端測得的相對電壓變化最大值dmax1，應當比被試設備端測得的最大值dmax2小20％。

（3）測量?jì)x器與測量精度

盡管標準列舉了多種評估被試設備的電壓波動(dòng)和閃爍的方法，但直接測量法是標準規定的基準測試方法。標準對測量?jì)x器的要求是：電流幅值的測量精度應在±1％以?xún)?。如果不測電流的實(shí)部和虛部，而是測量其相位角，則相位測量誤差不得超出±2°，相對電壓變化的測量精度要優(yōu)于±8％。

3．4測試中的一些規定

（1）限值測試僅適用于被試設備的電源端子。

（2）對緊急開(kāi)關(guān)和緊急中斷的情況，限值不適用。

（3）對一次運行時(shí)間超過(guò)30分鐘的設備，一般要作PLt的評估。

（4）當電壓變動(dòng)是由人為開(kāi)關(guān)電源引起的，或發(fā)生率低于每小時(shí)1次，可不考慮Pst和PLt；電壓變動(dòng)的3項指標也可放寬至限值的1.33倍。

（5）在作Pst和PLt評估時(shí)，要保證試品的工作循環(huán)中包括了最嚴重的電壓變化過(guò)程。

（6）在Pst的評估中，工作循環(huán)要連續不斷地重復。若設備的運行周期低于觀(guān)察周期，且試品在運行結束時(shí)自動(dòng)關(guān)機，則重新啟動(dòng)設備所要的最短時(shí)間應包含在觀(guān)察周期內。

（7）在PLt的評估中，當設備的運行周期低于2h，且試品平時(shí)不經(jīng)常連續工作時(shí)，則可不再重復工作循環(huán)。

（8）當被試設備有多個(gè)分立控制電路時(shí)，如果每個(gè)控制電路都可以單獨工作，而且都不在同一時(shí)刻做開(kāi)關(guān)控制時(shí)，那么每個(gè)電路都可認為是單獨設備來(lái)進(jìn)行測試（反之，如果這些分立電路的控制是同時(shí)進(jìn)行的，那么這個(gè)組合仍作單個(gè)設備來(lái)進(jìn)行測試）。

（9）對于電動(dòng)機，可使用堵轉方式進(jìn)行測量，以確定發(fā)生在電動(dòng)機起動(dòng)階段電壓變動(dòng)的最大值dmax。

（10）對三相平衡設備，可以測量相線(xiàn)中某一相對中線(xiàn)的電壓變化。但對三相不平衡設備，則應當測試每一相對中線(xiàn)的電壓變化。

（11）試品應在生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的測試條件下進(jìn)行測試，測試前應先對電動(dòng)機進(jìn)行預驅動(dòng)，以確保得到的是相應于正常使用時(shí)的結果。

4實(shí)用測試系統簡(jiǎn)介

當今世界上主要儀器供應商提供的諧波、電壓波動(dòng)與閃爍測量的儀器和測試方法無(wú)一例外地是采用了標準試驗電壓源和以時(shí)域分析的離散型傅立葉變換器為主的多功能測試儀器的組合，只不過(guò)有的公司把兩個(gè)功能部分組合在一臺儀器中。有的公司則用兩臺獨立儀器組成一個(gè)系統，分開(kāi)時(shí)可各有應用領(lǐng)域，組合時(shí)則可完成IEC61000－3－2和IEC61000－3－3標準的測試要求。

上海三基提供的是后一種測試系統，分別由6630多功能分析儀和6530交流電源發(fā)生器組成。

6630多功能分析儀除擁有傳統電源分析儀器的交流有效值電壓、峰值電壓、交流有效值電流、峰值電流、有功功率、功率因數、波形系數和頻率測量外，為了順應電力電子產(chǎn)品多元化的應用及對相應國際標準貫標的要求，還有電壓諧波、電流諧波、電壓波動(dòng)、電壓閃爍的測量，結果有自動(dòng)記錄并對波形有分析功能。

6530可程式交流電源發(fā)生器是運用了先進(jìn)的PWM技術(shù)設計出來(lái)的高性能價(jià)格比的電源產(chǎn)品，它提供純凈的交流電源與6630多功能分析儀配合后可完成諧波、電壓波動(dòng)和閃爍的測量。

其實(shí)6530可程式交流電源除了上述使用外，它還可以作為一臺多功能的交流電源來(lái)使用，例如它所提供的輸出電壓有效值為（0～300）V；頻率為（15～2000）Hz，故除滿(mǎn)足（47～63）Hz的商業(yè)要求外，更可適用于要求頻率為400Hz以上的海軍和航空場(chǎng)合的需要，其低頻輸出也可用于電動(dòng)機或空調壓縮機的20Hz頻率測試。6530的輸出是非常純凈的正弦波或方波（波形失真度小于0.5％）。

此外，由于6530可程式交流電源采用的是數字頻率合成技術(shù)，因此6530可程式交流電源亦可模擬各種電源干擾、突波、噪聲的注入角度、電壓及頻率的緩升與緩降。6530的這一特點(diǎn)可以滿(mǎn)足IEC61000－4－11（1994）（等同的我國國家標準為GB/T17626.11－1998）的要求，作電子設備對電源電壓瞬時(shí)跌落、短時(shí)中斷和電壓漸變的抗擾度試驗。

上述6630和6530儀器均設有RS－232和IEEE488接口，通過(guò)這些接口可以與計算機配合組成一個(gè)全自動(dòng)的測試系統。