系統(tǒng)阻抗模擬裝置

一． 系統(tǒng)阻抗模擬裝置的研發(fā)背景：諧波/閃爍測(cè)量的意義
我們大家都知道供電電網(wǎng)始終保持穩(wěn)定至關(guān)重要，而我們使用的各種電子電氣設(shè)備并非都是線性的（純阻性的），更多的是非線性的即帶有感性和容性的，由于非線性負(fù)載會(huì)引起無(wú)功電流，從而影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。因此電網(wǎng)需要始終保持足夠的電能，使電網(wǎng)即便在最差的條件下（影響發(fā)電效率）也能夠保持供電的穩(wěn)定性。 在極端條件下，當(dāng)電網(wǎng)的功率因數(shù)環(huán)境較差時(shí)，可能會(huì)發(fā)生跳閘事故，造成當(dāng)?shù)赝ｋ姡�甚至波及整個(gè)電網(wǎng)。之所以會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題，是因?yàn)榻涣鬏旊娋�的阻抗是有限的，不同接線類型的阻抗也不同。這就要求我們使用的電子電氣設(shè)備必須符合所在電網(wǎng)的要求，以避免以上事故的發(fā)生。
    那么什么是“閃爍”（也稱“閃變”）呢？舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子我們大家都遇見(jiàn)過(guò)由于電網(wǎng)電壓的短時(shí)間波動(dòng)導(dǎo)致照明燈的亮度發(fā)生變化，使其光線發(fā)生閃爍，就像蠟燭被風(fēng)吹動(dòng)變得搖曳不定一樣。這種電壓波動(dòng)現(xiàn)象實(shí)際上就是電壓重復(fù)性的驟降或驟升，其產(chǎn)生的原因在于本地配電電網(wǎng)中多種負(fù)載之間的交互――其中破壞性最大的當(dāng)屬電弧爐、電焊機(jī)、電機(jī)大型感性負(fù)載。此類負(fù)載會(huì)吸收相當(dāng)大的開(kāi)啟電流，或者在正常工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的波動(dòng)電流，從而當(dāng)峰值電流通過(guò)電網(wǎng)時(shí)造成短時(shí)間的電壓驟降，該峰值電流會(huì)給當(dāng)?shù)卦斐呻妷翰▌?dòng)，與諧波污染造成的影響不同，閃爍能夠被用戶直接察覺(jué)到。一般而言，如果該壓降為靜態(tài)的，則產(chǎn)生的影響不會(huì)太大。但是，像激光復(fù)印機(jī)和打印機(jī)等能耗變化較快的常用設(shè)備，則比較容易引起閃爍。這些現(xiàn)象都會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染，同時(shí)影響其它用電設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)可造成跳閘或其它用電設(shè)備的損壞。因此必須加以限制。
    那么什么又是“諧波”呢？交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。常見(jiàn)非線性負(fù)載如開(kāi)關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器、電子調(diào)速裝備、熒光燈系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、微波爐等電力電子設(shè)備和電器設(shè)備。在這些設(shè)備集中使用的地區(qū)，如工廠車(chē)間、公寓大廈、居民小區(qū)、寫(xiě)字樓、酒店商廈等，諧波污染相當(dāng)嚴(yán)重，電源質(zhì)量明顯下降。特別是三次諧波會(huì)產(chǎn)生特別高的中線電流，甚至?xí)�超過(guò)相電流值，因此造成電器設(shè)備壽命大為減短，電網(wǎng)過(guò)熱，甚至可能引起火災(zāi)。諧波還可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂。對(duì)于電力系統(tǒng)外部，諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。因此也必須加以限制。

二．系統(tǒng)阻抗模擬裝置的產(chǎn)品介紹
1. 產(chǎn)品用途和說(shuō)明
群菱公司是中國(guó)唯一生產(chǎn)大功率太陽(yáng)電池方陣測(cè)試儀、大功率逆變器孤島防護(hù)測(cè)量專用精密負(fù)載等產(chǎn)品的專業(yè)廠家，擁有雄厚的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力和良好的售后服務(wù)。根據(jù)EN/IEC61000-3-3和IEC60725標(biāo)準(zhǔn)，EN/IEC61000-3-11標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)公用低壓供電系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍進(jìn)行限制，及GB/T17626.14-2005關(guān)于電壓波動(dòng)和閃爍抗擾度的實(shí)驗(yàn)要求，群菱公司于2011年推出最新開(kāi)發(fā)研制的ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡(luò)模擬裝置，用于受試設(shè)備的電壓變化、電壓波動(dòng)和閃爍的評(píng)定。ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡(luò)模擬裝置主要用于連接到公共低壓供電系統(tǒng)，且有規(guī)定連接條件的電氣和電子設(shè)備進(jìn)行諧波/閃爍分析時(shí)，提供符合電磁兼容性(EMC) IEC 61000部分中EN 61000-3-3 和EN 61000-3-11所要求的Zref 阻抗值。同時(shí)提供對(duì)被測(cè)電氣和電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和數(shù)據(jù)傳輸，保證測(cè)試條件的完整。
ACLT-6075 系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡(luò)模擬裝置前置LED面板實(shí)時(shí)顯示正在輸出的阻抗，可通過(guò)安裝有專用軟件的微機(jī)遠(yuǎn)程操作控制。ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡(luò)模擬裝置和安裝有專用軟件的微機(jī)配合使用，可以進(jìn)行單相或三相被測(cè)設(shè)備的諧波和閃爍測(cè)量。
ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡(luò)模擬裝置，提供符合EN/IEC61000-3和EN/IEC61000-3-11標(biāo)準(zhǔn)要求的兩種不同的阻抗值。其中Zref阻抗值能提供EN/IEC61000-3-3和IEC60725標(biāo)準(zhǔn)對(duì)阻抗測(cè)量所要求的阻抗值，Ztest阻抗值能提供對(duì)需要連接到供電電流大于100A的公共低壓配電系統(tǒng)上額定電流大于16A的被測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試所需要的阻抗值。
對(duì)于EN/IEC61000-3-3和IEC60725標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三相被測(cè)設(shè)備測(cè)試的要求，能夠提供：相線阻抗為0.24ohm+j0.15ohm，零線阻抗為0.16ohm+j0.10ohm，非飽和空氣線圈電感值可手動(dòng)調(diào)節(jié)。
對(duì)于EN/IEC61000-3-11標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三相被測(cè)設(shè)備測(cè)試的要求，能夠提供：Zref，相線阻抗為0.24ohm+j0.15ohm，零線阻抗為0.16ohm+j0.10ohm；Ztest，相線阻抗為0.15ohm+j0.15ohm，零線阻抗為0.10ohm+j0.10ohm，非飽和空氣線圈電感值可手動(dòng)調(diào)節(jié)。具體試驗(yàn)圖示參見(jiàn)下圖。

EUT  受試設(shè)備
M  測(cè)量設(shè)備
G  符合IEC 61000-3-3的6.3要求的電壓源
S  由電源電壓發(fā)生器G和參考阻抗Z組成的供電電源,，其中Z包含：RA、RN和XA、XN，這些元件包含實(shí)際的發(fā)生器阻抗。

對(duì)于Zref的試驗(yàn)：
RA=0.24Ω  XA=j0.15Ω  50HZ
RN=0.16Ω  XN=j0.10Ω  50HZ

對(duì)于Ztest的試驗(yàn)
RA=0.15Ω  XA=j0.15Ω
RN=0.10Ω  XN=j0.10Ω 

依據(jù)GB/T17626.14-2005關(guān)于電壓波動(dòng)和閃爍抗擾度實(shí)驗(yàn)的等級(jí)要求，如下圖二，受試設(shè)備的波動(dòng)和閃爍抗擾度試驗(yàn)應(yīng)至少滿足GB/T17626.14-2005試驗(yàn)等級(jí)2的要求。
 
圖二
注：Un是標(biāo)稱電壓。
電壓階躍幅值按下列要求選擇：
等級(jí)1：不需要試驗(yàn)。
等級(jí)2：△U=8%Un，連接到公用網(wǎng)絡(luò)或其他輕騷擾網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，該試驗(yàn)等級(jí)適用于第2類環(huán)境。
等級(jí)3：△U=12%Un，連接到重騷擾網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備（即工業(yè)網(wǎng)絡(luò)），該試驗(yàn)等級(jí)適用于第3類環(huán)境。
對(duì)于其試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定，應(yīng)符合GB/T17626.14-2005中a類要求，即在制造商、委托方或購(gòu)買(mǎi)方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常。由制造商提出的技術(shù)規(guī)范可以規(guī)定對(duì)EUT產(chǎn)生的某些影響是不重要的，因而是可接受的試驗(yàn)效應(yīng)。

2.  產(chǎn)品特點(diǎn)：
1） 產(chǎn)品滿足IEC/EN 61000-3-3及IEC61000-3-11標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)測(cè)試要求。
2） 產(chǎn)品內(nèi)置關(guān)鍵阻性元件與感性元件，性能穩(wěn)定，滿足長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量并保證精度。
3） 輸入、輸出接線端口形式豐富，可適用于多種連接方式，使連接操作簡(jiǎn)單可靠。
4） 控制方式共有三種“使用RS485或RS232傳輸線”、“使用專用控制線纜”、“手動(dòng)操作”。
5） 測(cè)試協(xié)議選擇轉(zhuǎn)換靈活，測(cè)試中可在線隨時(shí)進(jìn)行，均不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生損壞，有“EN 61000-3-3、EN 61000-3-11、直通”三種狀態(tài)
6） 采用專業(yè)測(cè)量?jī)x表、功能多，設(shè)置靈活度高。可同時(shí)進(jìn)行“單相或三相真有效值電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、視在功率，諧波測(cè)量、電壓電流不平衡度”等參數(shù)，可進(jìn)行多種參數(shù)的分析。
7） 噪音低，適用于室內(nèi)工作。外觀尺寸：750mm*600mm*1790mm長(zhǎng)寬高。
8） 功率余量大，電流短時(shí)最大可達(dá)160A。

三． ACLT-6075 系統(tǒng)阻抗模擬裝置的產(chǎn)品外觀圖
   
四、參考測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
1. GB17625.3-2000 電磁兼容 限值 對(duì)額定電流大于16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍的限制
2. GB17625.2-2007電磁兼容+限值+對(duì)每相額定電流≤16A且無(wú)條件接入的設(shè)備在公用低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓變化
3. IEC61000-3-3:2005電磁兼容限值對(duì)每相額定電流≤16電壓波動(dòng)和閃爍的限制
4. IEC61000-3-11:2000電磁兼容性(EMC)--第3-11部分:極限--在公共低壓供電系統(tǒng)的電壓變化,電壓波動(dòng)和閃變限度--額定電流小于等于75A和受輔助設(shè)連接支配設(shè)備

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