用電設備對電網供電質量影響的測量方法及相關標準

圖4電壓波動和閃爍測量線路

（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期閃爍兩種：

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

●長期閃爍PLt：指在較長時間內（2h內）所評估出來的閃爍程度，標準用PLt=0.65作為閃爍刺激的閾值。

3.2測量方法

關于電壓波動和閃爍，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。其中使用閃爍測量儀器的直接測量法是一種基準的測量方法。

3．3測量線路

直接測量法的測量線路如圖4所示。

（1）交流試驗電源

試驗電源的開路電壓應等于設備額定電壓，電壓穩定度保持在±2％以內；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

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

當電源阻抗值未知時，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）測量儀器與測量精度

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。標準對測量儀器的要求是：電流幅值的測量精度應在±1％以內。如果不測電流的實部和虛部，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）對緊急開關和緊急中斷的情況，限值不適用。

（3）對一次運行時間超過30分鐘的設備，一般要作PLt的評估。

（4）當電壓變動是由人為開關電源引起的，或發生率低于每小時1次，可不考慮Pst和PLt；電壓變動的3項指標也可放寬至限值的1.33倍。

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

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

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

（8）當被試設備有多個分立控制電路時，如果每個控制電路都可以單獨工作，而且都不在同一時刻做開關控制時，那么每個電路都可認為是單獨設備來進行測試（反之，如果這些分立電路的控制是同時進行的，那么這個組合仍作單個設備來進行測試）。

（9）對于電動機，可使用堵轉方式進行測量，以確定發生在電動機起動階段電壓變動的最大值dmax。

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

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

4實用測試系統簡介

當今世界上主要儀器供應商提供的諧波、電壓波動與閃爍測量的儀器和測試方法無一例外地是采用了標準試驗電壓源和以時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，只不過有的公司把兩個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系統，分開時可各有應用領域，組合時則可完成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、電壓閃爍的測量，結果有自動記錄并對波形有分析功能。

6530可程式交流電源發生器是運用了先進的PWM技術設計出來的高性能價格比的電源產品，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、電壓波動和閃爍的測量。

其實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，故除滿足（47～63）Hz的商業要求外，更可適用于要求頻率為400Hz以上的海軍和航空場合的需要，其低頻輸出也可用于電動機或空調壓縮機的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，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的這一特點可以滿足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跌落、短時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，通過這些接口可以與計算機配合組成一個全自動的測試系統。