一、前言

　　20世紀80年代中后期，變頻調速技術(shù)進(jìn)入實(shí)用階段，步入21世紀，大部分城市都已經(jīng)實(shí)現恒壓供水，變頻恒壓供水不但水壓穩定，并且能起到顯著(zhù)的節能作用。如今，變頻空調、變頻冰箱、變頻洗衣機等使用變頻調速技術(shù)的新型家電開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，因其啟動(dòng)平穩、高效節能等特點(diǎn)廣大消費者的青睞。此外，風(fēng)電、光伏、燃料電池等新能源產(chǎn)業(yè)也與變頻器/變流器技術(shù)密切相關(guān)。

　　不論是變頻調速還是新能源，都在圍繞一個(gè)共同的主題：節能環(huán)保。

　　上述產(chǎn)品在節能的同時(shí)，還引出了另外一個(gè)問(wèn)題，那就是增加了電網(wǎng)的諧波污染，因此，相關(guān)產(chǎn)品一般都有或正在制定的關(guān)于諧波發(fā)射限值的標準。

　　能效計量及諧波檢測是變頻節能的前提條件和技術(shù)基礎，并為變頻節能增效提供評估手段。

　　變頻節能產(chǎn)品輸入或輸出的電參量一般為變頻電量，一方面頻率可變，另一方面還包含豐富的諧波，電信號頻譜遠遠比50Hz的工頻電量復雜。其對能效計量和諧波檢測的測試設備的技術(shù)要求也大大提高了。

　　目前，變頻電量的能效計量和諧波檢測的主要產(chǎn)品為各種寬頻帶高精度功率分析儀以及寬頻帶的變頻電量傳感器。

二、寬頻帶高精度功率分析儀精度標稱(chēng)混亂

　　電工儀表通常采用準確度等級標稱(chēng)精度。例如：0.2級電壓表在適用范圍及整個(gè)量程范圍內，其誤差的絕對值應小于量程的0.2%，在滿(mǎn)量程處，其相對誤差為讀數的0.2%。

　　有了統一的精度標稱(chēng)，就可以很方便的了解測試產(chǎn)品的精度指標。例如：0.2級的儀表的精度比0.5級的高。

　　然而，目前的寬頻帶高精度功率分析儀精度標稱(chēng)方式缺沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。

1、斷章取義的精度標稱(chēng)方式

　　例如，兩款進(jìn)口寬頻帶高精度功率分析儀的精度標稱(chēng)如下：

　　A：基本精度：0.02%讀數

　　B：基本精度：±0.05%

　　首先，兩款儀器的精度標稱(chēng)方式均不規范，而不規范的原因，并非不知道規范，而是有意掩蓋儀表的真實(shí)性能。（注：電工儀表規范的精度標稱(chēng)方式，請參見(jiàn)高精度功率分析儀基本誤差探討）

　　其次，表面看，前者的精度比后者高。

　　實(shí)際情況是，后者的精度更高，原因是前者的實(shí)際精度為0.02%rd+0.04%fs，但是在標稱(chēng)時(shí)省略了后面的"+0.04%fs"。詳細請閱讀“進(jìn)口功率分析儀的十大欺騙手法”

2、單點(diǎn)精度代替全局精度

　　仍以上述A型進(jìn)口寬頻帶高精度功率分析儀為例，其0.06%的精度僅僅在45~66Hz正弦波時(shí)成立，而在0.1Hz～400Hz這一變頻電機常用頻段范圍之內，其最低精度達1.8%。圖1為配置C型功率單元的WP4000變頻功率分析儀與上述標稱(chēng)0.02%讀數精度的寬頻帶高精度功率分析儀在寬頻范圍內、正弦波和PWM波測量時(shí)的不同基波頻率下的準確度指標對比。

圖1、WP4000變頻功率分析儀與某進(jìn)口寬頻帶高精度功率分析儀的精度對比圖

3、帶寬指標模糊

　　上述A型進(jìn)口寬頻帶高精度功率分析儀的標稱(chēng)帶寬為1MHz，而對于變頻電量測量至關(guān)重要的傅里葉頻譜帶寬僅為50kHz，僅為1MHz標稱(chēng)帶寬的1/20。

4、未明確低功率因數下的功率精度

　　對于變頻電量而言，即便是基波功率因數很高，其諧波的功率因數一般也較低，并且在變頻電機、大型電力變壓器等的損耗測量中，低功率因數下的功率測量精度至關(guān)重要。但是，目前大部分儀器未標稱(chēng)角差指標或低功率因數下的功率測量精度。

三、AnyWay堅持標稱(chēng)全局精度

　　所謂全局精度，是指在儀器的適用范圍內，寬頻帶高精度功率分析儀均能滿(mǎn)足標稱(chēng)的精度指標。

　　變頻電量具有頻率范圍寬、頻譜成分復雜、幅值范圍寬、可能面臨很低功率因數等特點(diǎn)。

　　中國計量科學(xué)研究院首席科學(xué)家陸祖良先生考察指導銀河電氣的ATITAN變頻功率標準源項目時(shí)，曾經(jīng)說(shuō)，變頻電量的功率測量精度，按照目前的水平，就算是1級，只要能確定，都是一種偉大的進(jìn)步！

　　湖南銀河電氣有限公司在長(cháng)期從事各種電機試驗站的過(guò)程中，深刻的體會(huì )到寬頻帶高精度功率分析儀等變頻電量測量?jì)x器全局精度的重要性。

　　目前，國內大部分變頻電量測量?jì)x器的用戶(hù)對變頻電量測量的基礎知識匱乏，不能正確理解儀器儀表的技術(shù)指標。銀河電氣AnyWay系列寬頻帶高精度功率分析儀（WP4000變頻功率分析儀等）始終堅持全局精度的標稱(chēng)方式，目的就是在適用范圍內，均能為用戶(hù)提供值得信賴(lài)的數據；而不是在每種不同的工況下都需要經(jīng)過(guò)復雜的精度換算才能知道或者根本無(wú)法知道測量精度。

　　以采用C型功率單元的WP4000變頻功率分析儀為例，其精度指標如下：

　　DC，0.1Hz～400Hz范圍之內，電壓在0.75%～150%額定范圍之內，電流在1%～200%額定范圍之內，電壓、電流精度為讀數的0.2%；

　　上述條件下，功率因數為1時(shí)，功率測量精度為0.2%；

　　功率因數在0.2～1范圍之內時(shí)，功率測量精度為0.5%；

　　功率因數在0.05～0.2范圍之內時(shí)，功率測量精度為1%；

　　當然，并非所有場(chǎng)合都需要這么寬的適用范圍。例如，作為標準計量器具時(shí)，有時(shí)我們并不需要很寬的適用范圍，但是，需要很高的精度指標。

　　銀河電氣推出的專(zhuān)業(yè)作為變頻電量測量?jì)x器校準檢定使用的AP系列變頻功率標準表，采用了下述精度標稱(chēng)方式：

　　DC，0.1Hz～1500Hz范圍之內，功率因數等于1時(shí)，電壓、電流精度為0.01%rd+0.02%fs，功率精度為0.02%rd+0.03%fs。

　　注：50Hz時(shí)，角差限值為0.03°，1500Hz時(shí)，角差限值為0.5°，不同功率因數下的功率測量精度可依此換算。

四、展望

　　2012年8月，湖南銀河電氣有限公司與湖南省計量檢測研究院及國防科技大學(xué)聯(lián)合研制的ATITAN變頻功率標準源通過(guò)國家質(zhì)檢總局和湖南省科技廳組織的成果鑒定，其全局精度達到0.05級。

　　2013年5月，國家質(zhì)檢總局批文成立國家變頻電量測量?jì)x器計量站，授權承擔全國范圍內變頻電量測量?jì)x器設備檢定、測試任務(wù)。

　　國家變頻電量測量?jì)x器計量站起草的測量用變頻電量變送器、變頻電量分析儀等產(chǎn)品標準及檢定規程正在報批階段。

　　國家變頻電量測量?jì)x器計量站將于2014年7月前全面啟動(dòng)變頻電量測量?jì)x器的對外計量檢定服務(wù)，寬頻帶高精度功率分析儀等變頻電量測量?jì)x器將逐步納入標準體系，其精度標稱(chēng)方式將有法可依，其量值溯源和量值傳遞將逐步趨于規范。

 

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