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)定至關重要，而我們使用的各種電子電氣設備并非都是線性的（純阻性的），更多的是非線性的即帶有感性和容性的，由于非線性負載會引起無功電流，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，當電網(wǎng)的功率因數(shù)環(huán)境較差時，可能會發(fā)生跳閘事故，造成當?shù)赝ｋ姡�甚至波及整個電網(wǎng)。之所以會出現(xiàn)這些問題，是因為交流輸電線的阻抗是有限的，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？舉個簡單的例子我們大家都遇見過由于電網(wǎng)電壓的短時間波動導致照明燈的亮度發(fā)生變化，使其光線發(fā)生閃爍，就像蠟燭被風吹動變得搖曳不定一樣。這種電壓波動現(xiàn)象實際上就是電壓重復性的驟降或驟升，其產(chǎn)生的原因在于本地配電電網(wǎng)中多種負載之間的交互――其中破壞性最大的當屬電弧爐、電焊機、電機大型感性負載。此類負載會吸收相當大的開啟電流，或者在正常工作時會產(chǎn)生相當大的波動電流，從而當峰值電流通過電網(wǎng)時造成短時間的電壓驟降，該峰值電流會給當?shù)卦斐呻妷翰▌樱�與諧波污染造成的影響不同，閃爍能夠被用戶直接察覺到。一般而言，如果該壓降為靜態(tài)的，則產(chǎn)生的影響不會太大。但是，像激光復印機和打印機等能耗變化較快的常用設備，則比較容易引起閃爍。這些現(xiàn)象都會對電網(wǎng)造成污染，同時影響其它用電設備，嚴重時可造成跳閘或其它用電設備的損壞。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載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。常見非線性負載如開關電源、整流器、變頻器、逆變器、電子調速裝備、熒光燈系統(tǒng)、計算機、微波爐等電力電子設備和電器設備。在這些設備集中使用的地區(qū)，如工廠車間、公寓大廈、居民小區(qū)、寫字樓、酒店商廈等，諧波污染相當嚴重，電源質量明顯下降。特別是三次諧波會產(chǎn)生特別高的中線電流，甚至會超過相電流值，因此造成電器設備壽命大為減短，電網(wǎng)過熱，甚至可能引起火災。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，造成電容器等設備燒毀。引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設備和電子設備會產(chǎn)生嚴重干擾。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)品用途和說明
群菱公司是中國唯一生產(chǎn)大功率太陽電池方陣測試儀、大功率逆變器孤島防護測量專用精密負載等產(chǎn)品的專業(yè)廠家，擁有雄厚的技術開發(fā)能力和良好的售后服務。根據(jù)EN/IEC61000-3-3和IEC60725標準，EN/IEC61000-3-11標準，對公用低壓供電系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓波動和閃爍進行限制，及GB/T17626.14-2005關于電壓波動和閃爍抗擾度的實驗要求，群菱公司于2011年推出最新開發(fā)研制的ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡模擬裝置，用于受試設備的電壓變化、電壓波動和閃爍的評定。ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡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備進行諧波/閃爍分析時，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。同時提供對被測電氣和電子設備進行數(shù)據(jù)的采集、分析和數(shù)據(jù)傳輸，保證測試條件的完整。
ACLT-6075 系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡模擬裝置前置LED面板實時顯示正在輸出的阻抗，可通過安裝有專用軟件的微機遠程操作控制。ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡模擬裝置和安裝有專用軟件的微機配合使用，可以進行單相或三相被測設備的諧波和閃爍測量。
ACLT-6075系統(tǒng)阻抗網(wǎng)絡模擬裝置，提供符合EN/IEC61000-3和EN/IEC61000-3-11標準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標準對阻抗測量所要求的阻抗值，Ztest阻抗值能提供對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的被測設備進行測試所需要的阻抗值。
對于EN/IEC61000-3-3和IEC60725標準對三相被測設備測試的要求，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調節(jié)。
對于EN/IEC61000-3-11標準對三相被測設備測試的要求，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調節(jié)。具體試驗圖示參見下圖。

EUT  受試設備
M  測量設備
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，這些元件包含實際的發(fā)生器阻抗。

對于Zref的試驗：
RA=0.24Ω  XA=j0.15Ω  50HZ
RN=0.16Ω  XN=j0.10Ω  50HZ

對于Ztest的試驗
RA=0.15Ω  XA=j0.15Ω
RN=0.10Ω  XN=j0.10Ω 

依據(jù)GB/T17626.14-2005關于電壓波動和閃爍抗擾度實驗的等級要求，如下圖二，受試設備的波動和閃爍抗擾度試驗應至少滿足GB/T17626.14-2005試驗等級2的要求。
 
圖二
注：Un是標稱電壓。
電壓階躍幅值按下列要求選擇：
等級1：不需要試驗。
等級2：△U=8%Un，連接到公用網(wǎng)絡或其他輕騷擾網(wǎng)絡的設備，該試驗等級適用于第2類環(huán)境。
等級3：△U=12%Un，連接到重騷擾網(wǎng)絡的設備（即工業(yè)網(wǎng)絡），該試驗等級適用于第3類環(huán)境。
對于其試驗結果的評定，應符合GB/T17626.14-2005中a類要求，即在制造商、委托方或購買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常。由制造商提出的技術規(guī)范可以規(guī)定對EUT產(chǎn)生的某些影響是不重要的，因而是可接受的試驗效應。

2.  產(chǎn)品特點：
1） 產(chǎn)品滿足IEC/EN 61000-3-3及IEC61000-3-11標準的試驗測試要求。
2） 產(chǎn)品內(nèi)置關鍵阻性元件與感性元件，性能穩(wěn)定，滿足長時間測量并保證精度。
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”、“手動操作”。
5） 測試協(xié)議選擇轉換靈活，測試中可在線隨時進行，均不會對設備產(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)測量儀表、功能多，設置靈活度高。可同時進行“單相或三相真有效值電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、視在功率，諧波測量、電壓電流不平衡度”等參數(shù)，可進行多種參數(shù)的分析。
7） 噪音低，適用于室內(nèi)工作。外觀尺寸：750mm*600mm*1790mm長寬高。
8） 功率余量大，電流短時最大可達160A。

三． ACLT-6075 系統(tǒng)阻抗模擬裝置的產(chǎn)品外觀圖
   
四、參考測試標準
1. GB17625.3-2000 電磁兼容 限值 對額定電流大于16A的設備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波動和閃爍的限制
2. GB17625.2-2007電磁兼容+限值+對每相額定電流≤16A且無條件接入的設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電磁兼容限值對每相額定電流≤16電壓波動和閃爍的限制
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,電壓波動和閃變限度--額定電流小于等于75A和受輔助設連接支配設備

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