基本介紹
概述,通用框圖,額定值,一次電壓,一次電流,頻率範圍,輔助電源電壓,輔助電源頻率,採樣速率,頻寬,準確級標稱,準確級,標準準確級,直流準確級,諧波準確級,技術指標,套用,
概述
變頻電量是指用於傳輸功率的，並且滿足下述條件之一的交流電量：
◆信號頻譜僅包含一種頻率成分，而頻率不局限於工頻的交流電信號。
◆信號頻譜包含兩種或更多的被關注的頻率成分的電信號。
變頻功率分析儀是用於各類變頻調速系統的電壓、電流、功率、諧波等電量測試、計量的新型測量設備，是變頻技術高速發展的必然產物，也是變頻技術持續健康發展的重要基礎儀器，更是變頻設備能效評測不可或缺的工具。
通用框圖
右圖所示為變頻功率分析儀的通用框圖，依據所採用的技術，圖中列出的所有部件並非均不可缺少。如有需要，圖中的變送電路可以包含各種進行電壓、電流變換的模擬量輸出的感測器或變送器。圖中的傳輸系統用於傳輸數位訊號，可以是儀器內部的連線，也可以外部的連線，外部連線可以是電纜或光纖或無線傳輸系統，採用電纜或光纖或無線傳輸系統時。分析儀在結構上一般包括三個部分：傳輸系統之前的數字量輸出變頻電量變送器（包含變頻電壓變送器、變頻電流變送器或二者的組合）、電纜或光纖或無線傳輸系統、傳輸系統之後的數字量輸入二次儀表。
為表述方便，本部分根據傳輸系統的不同形式，分為一體式變頻功率分析儀和分體式變頻功率分析儀。
注1：採用分體的方式更為合理，原因是這樣可以將數字量輸出變頻電量變送器移至測量前端，從而縮短模擬量傳輸線路，可以有效降低傳輸線路的損耗和干擾。
注2：對於分體式變頻功率分析儀，有時將數字量輸出變頻電量變送器稱為數字量輸出變頻電量感測器，將數字量輸入二次儀表稱為變頻功率分析儀，而將包含傳輸系統在內的三個部分一起稱為變頻功率測試系統。但是，本部分規定的變頻功率分析儀是上述三個部分的總和。
額定值
一次電壓
220V、380V、660/690V、1000/1140V、3k/3.3kV、6kV、10kV、20kV、35kV。
一次電流
10A、12.5A、15A、20A、25A、30A、40A、50A、60A、75A以及它們的十進制倍數或小數。有下劃線者為優先值。
頻率範圍
對於變頻功率分析儀而言，額定頻率範圍應該是一組包含下限和上限的數值，額定頻率範圍由製造廠家自行規定，在規定的額定頻率範圍內，分析儀的測量誤差應滿足準確級對應誤差限制的要求。
輔助電源電壓
額定輔助電源電壓是指裝置運行時在其自身電源連線埠測得的電壓，如有必要，包括製造方提供的或要求裝入的串聯輔助電阻或附屬檔案，但不包括連線電源的導體。
額定輔助電源電壓包括交流電源和直流電源。交流電源應採用230/400V。
註：230/400V將是未來唯一的IEC標準電壓，並推薦在新系統上採用。IEC 標準化工作將在下階段考慮把現有系統中的220/380V和240/415V這些不同電壓歸入230/400V（1±10%）範圍內。
輔助電源頻率
額定電源頻率的標準值為直流、50Hz和60Hz。
採樣速率
採樣速率不應低於頻寬（或防混疊濾波器截止頻率）的兩倍。
頻寬
頻寬額定值不應高於採樣速率的1/2。
準確級標稱
準確級
對於分體式變頻功率分析儀，其測量準確度取決於數字量輸出變頻電量變送器的準確級，可只對數字量輸出變頻電量變送器的準確級進行標稱，其準確級按照測量用變頻電量變送器檢定規程進行試驗。然而，標稱該類變送器準確級時，需與數字量輸入的二次儀表配合才能完成準確級試驗過程。準確級驗證過程中，也完成了數字量輸入儀表的數值運算方式方法的正確性。
變頻功率分析儀準確級應以該準確級在額定頻率範圍內、額定電壓和/或額定電流下所規定的最大允許誤差百分數來表示。
電壓、電流和功率的準確級應分別標稱；
電壓、電流應分別標稱真有效值和基波有效值的準確級；
功率應分別標稱有功功率和基波有功功率的準確級；
對於電壓、電流具備多個量程的分析儀，標稱的準確級應適用每個量程。
標準準確級
變頻功率分析儀的電壓、電流測量的標準準確級為：0.05、0.1、0.2、0.5、1；
變頻功率分析儀的功率測量的標準基本準確級為： 0.1、0.2、0.5、1、2；
變頻功率分析儀的標準角差準確級為： 普通、S1、S2、S3；
變頻功率分析儀的功率測量標準準確級為基本準確級與角差準確級的組合，例如：0.1級、0.1S1級、0.1S2級、0.2S3級等等。
若交、直流準確級不同，應同時標稱兩者的準確級。
直流準確級
電網採用變壓器變電後，電量不含直流分量，但是，對於直接變頻器輸出變頻電量，由於變頻器設計、器件等的影響，可能會輸出直流分量，對於電壓型變頻器而言，小的直流電壓分量，可在負載（電機）端產生較大的直流電流，影響電機的正常運行。因此，用於直接測量變頻器輸出的變頻電量分析儀，應該可以測量直流分量。
能夠測量直流分量的變頻電量變送器，應標註直流準確級，直流準確級應以該準確級在額定電壓和/或額定電流下所規定的最大允許誤差百分數來表示。
諧波準確級
諧波測量準確度與諧波分布特點有關。電網諧波主要為低次諧波，且含量較小。變頻電量分析儀用於測量電網諧波時，其準確級要求同GB/T20840.8-2007。
變頻器輸出PWM波的諧波分布與電網不同，主要有下述特點：
A、 諧波主要集中在開關頻率整數倍附近，其諧波頻率較高。對於二電平變頻器，變頻電量變送器的頻寬至少是開關頻率的6倍以上。對於三電平和多電平變頻器，頻寬不低於基波頻率的10倍以上。
B、 諧波幅值較大，在頻寬範圍內，可以獲取較高的測量精度。
在額定頻率範圍內，諧波含量大於儀表量程10%時，要求諧波幅值誤差不大於等級指數的2倍。
在額定頻率範圍之外，1/4頻寬範圍之內，諧波含量大於儀表量程10%時，諧波幅值誤差不大於±5%。
調製比大於0.25時，諧波總含量的誤差不大於±5%。
技術指標
項目 技術指標條件
頻寬 100kHz
最高採樣頻率 250kHz
電壓測量精度 0.2%rd幅值：0.75%~150%UN；基波頻率：DC，0.1Hz~400Hz
電流測量精度 0.2%rd幅值：1%~200%IN；基波頻率：0.1Hz~400Hz
功率測量精度 0.5%rd功率因數：0.2~1；基波頻率：0.1Hz~400Hz
功率測量精度 1%rd功率因數：0.05~0.2；基波頻率：0.1Hz~400Hz
頻率測量精度 0.02%rd0.1Hz~400Hz
電壓過載時間 10分鐘 U<1.5UN
電流過載時間 3分鐘 I<2IN
隔離電壓 2UN+1kV50Hz，1min
