系統阻抗模擬裝置

一． 系統阻抗模擬裝置的研發背景：諧波/閃爍測量的意義
我們大家都知道供電電網始終保持穩定至關重要，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，從而影響電網的穩定性。因此電網需要始終保持足夠的電能，使電網即便在最差的條件下（影響發電效率）也能夠保持供電的穩定性。 在極端條件下，當電網的功率因數環境較差時，可能會發生跳閘事故，造成當地停電，甚至波及整個電網。之所以會出現這些問題，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的要求，以避免以上事故的發生。
    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電壓的短時間波動導致照明燈的亮度發生變化，使其光線發生閃爍，就像蠟燭被風吹動變得搖曳不定一樣。這種電壓波動現象實際上就是電壓重復性的驟降或驟升，其產生的原因在于本地配電電網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生相當大的波動電流，從而當峰值電流通過電網時造成短時間的電壓驟降，該峰值電流會給當地造成電壓波動，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，如果該壓降為靜態的，則產生的影響不會太大。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。這些現象都會對電網造成污染，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，基波電流發生畸變產生諧波。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、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，如工廠車間、公寓大廈、居民小區、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，電網過熱，甚至可能引起火災。諧波還可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振，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，使電能計量出現混亂。對于電力系統外部，諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。因此也必須加以限制。

二．系統阻抗模擬裝置的產品介紹
1. 產品用途和說明
群菱公司是中國唯一生產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品的專業廠家，擁有雄厚的技術開發能力和良好的售后服務。根據EN/IEC61000-3-3和IEC60725標準，EN/IEC61000-3-11標準，對公用低壓供電系統產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年推出最新開發研制的ACLT-6075系統阻抗網絡模擬裝置，用于受試設備的電壓變化、電壓波動和閃爍的評定。ACLT-6075系統阻抗網絡模擬裝置主要用于連接到公共低壓供電系統，且有規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據的采集、分析和數據傳輸，保證測試條件的完整。
ACLT-6075 系統阻抗網絡模擬裝置前置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系統阻抗網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系統阻抗網絡模擬裝置，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。
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。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，連接到公用網絡或其他輕騷擾網絡的設備，該試驗等級適用于第2類環境。
等級3：△U=12%Un，連接到重騷擾網絡的設備（即工業網絡），該試驗等級適用于第3類環境。
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、委托方或購買方規定的限值內性能正常。由制造商提出的技術規范可以規定對EUT產生的某些影響是不重要的，因而是可接受的試驗效應。

2.  產品特點：
1） 產品滿足IEC/EN 61000-3-3及IEC61000-3-11標準的試驗測試要求。
2） 產品內置關鍵阻性元件與感性元件，性能穩定，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） 測試協議選擇轉換靈活，測試中可在線隨時進行，均不會對設備產生損壞，有“EN 61000-3-3、EN 61000-3-11、直通”三種狀態
6） 采用專業測量儀表、功能多，設置靈活度高�？赏瑫r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，可進行多種參數的分析。
7） 噪音低，適用于室內工作。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 系統阻抗模擬裝置的產品外觀圖
   
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中產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中產生的電壓變化
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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