變頻電量測量儀器發展現狀
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- 發布時間：2013/10/17 8:20:09
- 作者：AnyWay中國
一、變頻電量測量儀器的誕生背景
1、變頻電量測量儀器與電機系統節能
節能減排已經成為21世紀不可回避的話題，國家十二五規劃將節能提到了前所未有的高度。電機作為傳統的機械動力源，在國民經濟建設的各個領域得到廣泛的應用，是重要的耗能設備。工信部、質檢總局頒布的《電機能效提升計劃（2013-2015）》中指出：據統計測算，2011年，我國電機保有量約17億千瓦，總耗電量約3萬億千瓦時，占全社會總用電量的64%，其中工業領域電機總用電量為2.6萬億千瓦時，約占工業用電的75%。
20世紀80年代以來，伴隨著電力電子技術、微電子技術和現代電機控制理論的迅速發展，交流調速技術逐漸成熟起來，在調速性能上已經達到甚至超過了直流電動機，而且具有低成本、易維護、大容量的明顯優勢。
十二五規劃中明確指出，利用變頻調速是電機系統節能的重要途徑。
為挖掘節能潛力，變頻調速裝置——變頻器本身需要進行能效計量檢測；
變頻器的諧波會給電機帶來附加損耗，需要進行諧波檢測和綜合能效評測；
變頻器給電網帶來諧波污染，需要進行監測和評價。
對變頻器輸入輸出電量的準確測量是電機系統節能的前提條件和技術基礎，并為節能增效及諧波影響等提供評估手段。
2、變頻電量簡述
變頻器輸入電流和輸出電壓均含有豐富的諧波，并且輸出電壓、電流的基波頻率范圍較寬，與傳統的直流或工頻、中頻等交流電量測試方法存在很大的區別。我們把這類電量稱為變頻電量。
變頻電量包含電壓、電流、功率、諧波等參量，變頻功率分析儀是具有代表性和綜合性的
變頻電量測量儀器（詳見銀河百科_
變頻電量）。
3、變頻電量已經充斥生活的每一個角落
開關電源、筆記本電源適配器、手機充電器等高效電源，變頻空調、變頻冰箱、變頻洗衣機等變頻家電，風力發電、光伏發電、燃料電池等新能源領域，高鐵、動車、軌道交通等牽引電氣，電力推進的艦船、電力牽引的裝甲等武器裝備等的產品的能效評測及性能試驗均需要變頻電量測量儀器。
二、傳統電量測量儀器的局限
傳統電量測量儀器用于變頻電量測量的局限主要體現在以下幾個方面：
1、傳統電量測量儀器基本上以直流和工頻交流電為主，準確測量頻率范圍一般為45Hz～66Hz；
2、部分儀表針對中頻400Hz設計，準確測量頻率范圍為360HzHz～440Hz，或可兼顧工頻測量，準確測量頻率范圍為40Hz～440Hz；
3、交流儀表大多基于正弦波設計，不適用于非正弦電量的準確測量；
4、部分真有效值儀表可適用非正弦波測試（如交流毫伏表），但只能測量真有效值，不能對重要的基波分量和諧波進行測試。
結論：傳統電量測量儀表不能滿足寬頻率范圍和富含諧波的變頻電量的準確測試和分析。
三、變頻電量測量儀器的現狀
市面上出現的大部分變頻電量測量儀器僅僅在工頻電量測量儀器基礎上做了頻帶和功能的拓展，僅僅做到了可以測量變頻電量，多數變頻電量測量儀器廠家公布的技術參數僅僅在工頻下能成立，而對常規變頻電量涉及的較寬頻率范圍內和全功率因數范圍內的測量準確度要么較低，要么回避不談，要么模棱兩可。
由于大部分用戶對變頻電量測試儀器儀表缺乏認識，進口功率分析儀廠商渾水摸魚，宣傳方式上帶頭采用意圖誤導消費者的不規范的精度標稱方式，國內功率分析儀廠家紛紛效仿，致使變頻功率分析儀精度標稱方式胡亂。
舉個簡單的例子，某進口高精度功率分析儀的工頻功率精度為0.06%，其余頻段精度較低，廠商卻將該工頻精度指標拆分為0.02%讀數+0.04%量程，然后又將0.04%量程省略后在其宣傳資料中標稱基本精度為0.02%讀數。
出現這種局面的根本原因在于國內外普遍存在的變頻電量測量儀器計量基準、產品標準及檢定規程的缺失。
四、變頻電量測量儀器的展望
2010年起，湖南銀河電氣有限公司與國防科技大學和湖南省計量檢測研究院合作，開展變頻電量量值溯源體系建設的系列工作。得到中國計量科學研究院、國家高電壓計量站、上海電科院等單位的大力支持，于2012年完成計量基準的建立，并與湖南省計量檢測研究院合作籌建
國家變頻電量測量儀器計量站，計劃在2014年完成國家驗收，對外開展變頻電量測量儀器的計量檢定工作，逐步規范我國的變頻電量測量儀器。
國家變頻電量測量儀器計量站是迄今為止國際上第一個變頻電量專業計量站，我們有理由相信，我國的變頻電量測量與計量技術有望進入國際領先水平。
圖1 變頻電量測量儀器的國家計量基準-WP4000變頻功率分析儀
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