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産品概述

變頻功率標准源是變頻電量量值溯源

背景

   變頻功率標准源是變頻電量量值溯源(或量值傳遞)系統的核心構成部分,是一種輸出頻率可變的電壓、電流信號發生裝置。該裝置可獨立調節電壓、電流的幅值及兩者的相位差。該裝置還包括一個可准確測量電壓、電流、頻率及電壓電流合成虛功率的標准表,標准表的示值作爲比較參考標准,實現以變頻電量爲主要測量對象的各種測量裝置/系統的量值溯源。作爲一種量值溯源用的計量標准器具,其計量學特性須滿足相關計量法規的要求。

1變頻電量測量儀器/系統校准與檢定的重要性

  電能源是我國主要的工業能源,采用變頻調速技術是提高用電設備運行效率的重要途徑,而正確評價變頻能效評測系統是挖掘節能降耗潛力和提高電能源使用效率的必需環節。因此,對變頻測試設備進行科學、權威和准確的量值溯源,決定了變頻能效評測系統運行的正確性和合法性,使能效評測變得有據可依,爲實現社會節能減排目標提供了關鍵性的技術支撐。

2變頻電量測量儀器/系統量值溯源體系現狀

  變頻電量在應用過程中經常呈現出非標准正弦波、低基頻、低功率因數、富含諧波等特征,使得准確測量和量值溯源十分困難。

  目前国内外普遍采用以Fluke 6100为功率标准源进行變頻電量测量仪器的校准工作。但随着大功率变频器/逆变器、新能源发电设备、风力发电机等重型装备制造业的快速发展,以上方式由于源輸出能力的限制已远不能满足目前變頻電量测试仪器/系统全量程范围内量值溯源的需求。高電壓、大電流、大功率变频测试系统无处送检,變頻電量计量型式评价工作无法开展,变频测试设备质量监督检验无法切实进行。量值溯源系統的缺失,不但影响对能源计量器具的法制管理,还严重制约了变频测量传感器及仪器行业的健康发展。



AnyWay變頻功率標准源概述

  AnyWay變頻功率標准源是湖南银河电气有限公司联合国防科技大学、湖南省计量检测研究院,在多年从事以變頻電量的特性、应用与测量为主要研究对象的科研与实践探索中,融合当今世界最先进的测量与控制理论,顺应当前迫在眉睫的社会应用需求,以最前沿的技术和工艺手段研制而成的一种變頻電量量值溯源系統核心装置。

  AnyWay變頻功率標准源获得国家发明专利2项、实用新型专利8项、外观设计专利2项,并通过了国家级科技成果鉴定。国家變頻電量测量仪器计量站获得国家质检总局批准落户湖南,而国家變頻電量测量仪器计量站工程技术中落户在我公司,产品检定规程与制造标准即将纳入省标、国标体系。

  AnyWay變頻功率標准源的诞生及多项技术突破使在我国率先建立一整套较为完善的變頻電量量值溯源系統成为现实,在电磁计量领域具有划时代的、里程碑式的重大历史意义。

  AnyWay變頻功率標准源可全面覆盖0—10kV、0—1000A、5—400Hz、相位角0---359.99°范围内的变频及工频电量测量仪器/系统的校准、检定需求,其基本准確度为0.05%。

1AnyWay變頻功率標准源构成原理

标准源功能、原理、应用框图

图1、AnyWay變頻功率標准源构成原理

2AnyWay系列變頻功率標准源應用

  AnyWay變頻功率標准源主要用于變頻電量量值溯源,图2为其与WP4000變頻功率分析儀及DT数字变频器构成的變頻電量量值溯源系統图,可用于變頻電量测量仪器、變頻電量变送器及變頻電量测试系统的量值溯源:

  ◆ 變頻電量测量仪器的量值溯源系統

  變頻電量测量仪器(涵盖工频电量测量仪器)主要指:数字電壓表、数字電流表、功率计、如功率分析仪、电能表、谐波分析仪等。

  ◆ 變頻電量变送器的量值溯源系統

  變頻電量变送器(涵盖工频电量变送器)主要指各种電壓、電流传感器及变送器,包括数字量输出的變頻電量变送器和模拟量输出的變頻電量变送器,如:AnyWay的SP系列變頻功率傳感器、霍尔電壓传感器、霍尔電流传感器、电磁式電壓互感器、电磁式電流互感器、电容式電壓互感器、分压器、分流器、罗氏线圈等。

  ◆ 變頻電量测试系统的量值溯源系統

  變頻電量测试系统(涵盖工频电量测试系统)主要指由變頻電量变送器和變頻電量测量仪器构成的系统。

ATITAN變頻功率標准源构成的變頻電量量值溯源系統

图2、AnyWay變頻功率標准源构成的變頻電量量值溯源系統

3AnyWay系列變頻功率標准源運行要求

工作電源 工作溫度 推荐工作溫度范围 預熱時間  安全工作的最大相對濕度(非凝結)  儲存時最大相對濕度(非凝結)  工作海拔高度 
AC220V±10% 5~40℃ 16~30℃ 15min 80% 95%  ≯2000m 

 


AnyWay變頻功率標准源特点

1卓越的電壓電流輸出能力與品質

  AnyWay系列變頻功率標准源采用了以数字电子技术为主导的设计理念,突破了传统标准源輸出能力的限制,能够提供高达10kV和1000A的電壓和電流输出,其基本准確度为0.05%,且電壓和電流的幅值、频率以及两者之间的相位角均独立可调。其构建的變頻電量量值溯源系統可实现高電壓、大電流的變頻電量變送器/傳感器的直接量值溯源。

  作爲除了正弦波電壓和電流外,還可以提供准確的、有諧波失真的電壓輸出和電流輸出。所有的前100次諧波都可以由用戶單獨設定,每一諧波的幅值和相位都可以由用戶單獨控制。

  AnyWay系列變頻功率標准源與同類産品的輸出能力比對:

輸出能力 電壓 電流 頻率 
進口 0~1008V 0~80A 16~850Hz
國産 0~1000V 0~100A 40~70Hz
AnyWay 0~10kV 0~1000A 5~400Hz 

2周到安全的防護措施

  检定/校准过程中AnyWay變頻功率標准源输出高電壓信号,产品通过下述方式确保您安全操作:

  ◆ AnyWay變頻功率標准源壳体需要严格接地,高压输出端子附近印有显眼的警示标志;

  ◆ 源表分离,源包括产生高压信号及大電流的信号源与测量用变频功率传感器安装在一起,表为操作端,通过光纤接受来自变频功率传感器及控制板的数字信号,操作端与源之间不存在电气连接。

3优异的電壓電流驱动负载能力

  AnyWay系列變頻功率標准源能够保证在重负荷情况下依然给出您需要的输出電壓電流。電壓通道輸出容量可达500VA,電流通道輸出容量可达3000VA。可满足各类电量传感器/变送器或仪表的量值溯源需要。

4支持單相到多相系統的量值溯源

  AnyWay系列變頻功率標准源为单相系统,当您的校准通道需求发生变化时,可以采用多台AnyWay系列變頻功率標准源通过同步主从控制方式增加输出相数,最多可扩展至六相。其基本技术指标不会因为输出相数的增加而发生变化。是构建多相變頻電量测量仪器量值溯源系統的理想选择。

5友好的用戶圖形界面

  AnyWay系列變頻功率標准源系統控制程序基于Windows操作系統,人機界面友好,您可以使用儀器上的按鍵進行操作,也可以使用外部擴展的鍵盤和鼠標進行操作。

6優良的電磁兼容性能

  AnyWay系列變頻功率標准源始終貫徹電磁兼容理念,采用優良的屏蔽接地工藝、合理的濾波措施、基于光纖傳輸的數字化閉環控制等消除外部幹擾的影響,爲整個標准源的輸出穩定性和EMC性能提供了可靠保障。

附:AnyWay變頻功率標准源国家科技成果鉴定意见

  2012年8月12日,由湖南省计量检测研究院、湖南银河电气有限公司和国防科学技术大学联合承担的“變頻功率標准源”科技成果汇报会在长沙召开。副省长李友志、国家质量监督检验检疫总局总工程师刘卓慧、中国工程院张钟华院士等领导和专家,就我省建立“變頻電量计量标准”、筹建“国家變頻電量测量仪器计量站”等工作听取汇报。

  上午的科技成果鑒定會上,張鍾華院士通報了成果鑒定結果:

  该项目研究的变频功率测量技术属当今国际计量领域的前沿课题,技术难度大;解决了我国在节能减排等领域变频功率测量技术的瓶颈问题;研制的高電壓、大電流變頻功率標准源,填补了国内外空白,整体技术达到国际先进水平,其中的量程和频率范围等技术指标居国际领先水平。

  下午的成果彙報會上,國家質檢總局、省政府明確表態:在機構、項目、資金和政策等方面給予支持,積極支持項目向産業化方向發展,盡快發揮這一成果的巨大作用。

ATITAN變頻功率標准源鉴定意见

图3、AnyWay變頻功率標准源鉴定意见



選型及應用

命名規則

  以AT103501-W變頻功率標准源爲例:ATITAN變頻功率標准源命名規則

  AT为AnyWay系列變頻功率標准源标识符。103和501分别表示标准源的最大输出電壓和電流,参照科学计数法,采用10的n次方的形式,其中前两位数字为底数,第三位数为指数。即103表示最大输出電壓为10kV,501表示最大输出電流为500A。

  –W表示寬頻系列。

 

 

 

AnyWay系列變頻功率標准源型號列表

  AnyWay系列變頻功率標准源分为工频和变频两大类。工频系列输出频率范围 40~65Hz,变频系列输出频率范围5~400Hz。

型號 電壓范围(V) 電流范围(A) 頻率範圍(Hz) 准確度 
AT102101 10~1000 1~100 40~65  0.05%
AT102501 10~1000 5~500 40~65  0.05%
AT102102 10~1000 10~1000 40~65  0.05%
AT103101 100~10000  1~100  40~65  0.05%
AT103501 100~10000  5~500 40~65  0.05%
AT103102  100~10000 10~1000 40~65  0.05%
AT102101-W  10~1000  1~100  5~400  0.05%
AT102501-W  10~1000 5~500  5~400  0.05%
AT102102-W 10~1000  10~1000 5~400  0.05%
AT103101-W  100~10000  1~100  5~400  0.05%
AT103501-W  100~10000  5~500  5~400  0.05%
AT103102-W  100~10000 10~1000 5~400  0.05%


xian001

性能參數

通用技術指標

電壓/電流设置分辨率 輸出基波範圍 頻率准確度 頻率設置分辨率 達到標稱准確度所需的預熱時間
5 位 5Hz 至400Hz 10ppm 0.01Hz  1 个小时 
 
相角設置範圍 相角准確度  相角設置分辨率  電壓谐波最大数量 電流谐波最大数量
0°至359.99°  0.02° 0.01°  100 次谐波  100 次谐波 


電壓通道技术指标

輸出範圍 輸出容量 准確度 穩定度  波形失真度
100V 至10kV 500VA 0.05 级 0.02%(1 小时) 小于0.5%


電流通道技术指标

輸出範圍 輸出容量 准確度 穩定度  波形失真度 
5A 至1000A 3000VA 0.05 级 0.02%(1 小时) 小于0.5% 


合成功率技術指標

輸出範圍 准確度
500VA 至10MVA 0.1 级(功率因数>0.8) 

標簽:變頻功率標准源,量值溯源,溯源系統
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