电能质量分析及测试方法
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要以该方法配置所有三个电流通道，按Set All。
按 SAVE 功能键保存配置设置。
测量电压、电流和功率
单相测量值
三相测量值
按测量键 Σ。显示前三个通道测量值的总和 （通道 1-3）
计算公式
THE END
相对湿度，无凝点
电源：85~264V AC，50~60Hz，DC100~260V 约 40VA
测试量程
电压： 8个量程：0.3-1-3-10-30-100-300-1000V 峰
值量程=2×range 采样频率：1/3MHz
电流： 8个量程：30-100mA-0.3-1-3-10-30-100-
波动和闪变
GB/T 12326-2008《电能质量 电压波动 和闪变》规定：电力系统公共连接点，在系 统运行的较小方式下，以一周（168h）为测 量周期，所有长时间闪变值Plt满足：≤110kV， Plt=1；>110kV，Plt=0.8。以及单个用户的 相关规定。
电能质量的电压参数分析
有效值Irms，校正平均值Irm，平均值Im，峰 值Ip-，Ip+，Ipp，峰值因数Icf，波形因数Iff， 基波含量Ifc，总畸变因数Ithd
有功功率:P(W) 无功功率:Q(Var) 视在功率:S(VA) 功率因数λ，COSφ相角 积分功能可对P、Q、S、Um、Im进行积分
显示界面
三相测量连接
常规设置
测量设置
将光标移至 RS232 行中的第一个字段。 给波特率、数据位/奇偶校验位/停止位以及
“握手”协议输入设置值并按 Enter 确认。 新的设置现在显示在 RS232 行的字段中。 按保存功能键保存配置设置。
配置平均时间和同步
设置步骤
调用定时与同步设置菜单 输入平均时间 选择同步源 设置触发电平 选择斜率方向 选择低通滤波器 配置信号输出
仪器精度在很宽范围内不受波形、频率和相 移等变化的影响
谐波分析可至采样率的一半 DSO功能可将数值以波形形式显示 分析仪的硬件可通过标准接口RS232进行升
级
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高精度
功率分析仪NORMA 4000可用于测量宽频带 宽从DC至几MHz的信号，输入通道采用直流 耦合方式和高质量的脉冲放大器匹配
电流通道设置
按 Enter，选择OFF 并按 Enter 确认。现在自动量 程调整被禁用。将光标移至量程列中的值并按 Enter。以安培为单位选择一个值；如果使用了分 流器，则以伏特为单位选择一个值。
当输入一个以伏特为单位的值时，自动配置 (Auto) 就设为 关闭。A/V
按 Enter 确认。
欠电压是指持续时间大于1分钟，幅值小于标 称值的电压。典型的欠电压值为0.8~0.9倍标 称值。其产生的原因一般是由于负载的投入 和无功补偿电容器组的切除等过程。另外， 变压器分接头的错误设置也是欠电压产生的 原因。
电压骤降是指在工频下，电压的有效值短时 间内下降。典型的电压骤降值为0.1~0.9倍标 称值，持续时间为0.5个周期到1分钟。电压 骤降产生的原因主要有电力系统发生故障，
如系统发生接地短路故障；大容量电机的启 动和负载突增也会导致电压骤降。
电压骤升是指在工频下，电压的有效值短时 间内上升。典型的电压骤升值为1.1~1.8倍标 称值，持续时间为0.5个周期到1分钟。电压 骤升产生的原因主要有电力系统发生故障，
如系统发生单相接地等故障；大容量电机的 停止和负载突降也是电压骤升的重要原因。
为获得稳定的测量精度，在短时间内能参照 稳定的电压基准值自动进行零点偏移校准
使用全新的阻碍技术，所有电压电流通道均 具有高隔离性和共模抑制，也适用于非常复 杂的测量应用
环境条件
工作温度范围：+5~35℃ 储存温度范围：-20~+50℃ 气候等级：KYG DIN 40040标准，最大85%
电压偏差
GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压 偏差》中规定：35kV及以上供电电压正、负 偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%； 20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的 土7%；220V单相供电电压偏差为标称电压 的+7%，-10%。
三相电压不平衡
GB/T15543-2008《电能质量 三相电压 不平衡》中规定：电力系统公共连接点电压 不平衡度限值为：电网正常运行时，负序电 压不平衡度不超过2%，短时不得超过4%； 低压系统零序电压限值暂不做规定，但各相 电压必须满足GB/T 12325的要求。接于公共 连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡 度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。
电能质量分析及测试方法
电能质量定义
电能质量(Power Quality)，从普遍意义 上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质 量、供电质量和用电质量。其可以定义为： 导致用电设备故障或不能正常工作的电压、 电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、 电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、 暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电 压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
电能质量参数介绍（GB）
电网频率
我国电力系统的标称频率为50Hz ，GB/T159452008《电能质量 电力系统频率偏差》中规定：电力 系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz，当 系统容量较小时，偏差限值可放宽到±0.5Hz，标 准中没有说明系统容量大小的界限。在《全国供用 电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网 容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在 300万千瓦以下者，为±0.5HZ。实际运行中，从全 国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范 围内。
供电中断是指在一段时间内，系统的一相或 多相电压低于0.1倍标称值。瞬时中断定义为 持续时间在0.5个周期到3秒之间的供电中断， 短时中断的持续时间在3~60 秒之间，而持久 停电的持续时间大于60秒。
电压瞬变又称为瞬时脉冲或突波，是指两个 连续的稳态之间的电压值发生快速的变化， 其持续时间很短。电压瞬变按照电压波形的 不同分为两类：一是电压瞬时脉冲，是指叠 加在稳态电压上的任一单方向变动的电压非 工频分量；二是电压瞬时振荡，是指叠加在 稳态电压的同时包括两个方向变动的电压非 工频分量。电压瞬变可能是由闪电引起的， 也可能是由于投切电容器组等操作产生的开 关瞬变。
电压切痕是一种持续时间小于10ms的周期性 电压扰动。它是由于电力电子装置换相造成 的，它使电压波形在一个周期内有超过两个 的过零点。由于其频率非常高，用常规的谐 波分析设备无法测出，因此以前一直未把此 项作为电压质量的一个指标。
仪器介绍
采用Fluke 公司NORMA 4000 宽频带功率 分析仪
电压不平衡是指三相电压的幅值或相位不对 称。不平衡的程度用不平衡度（电压负序分 量和正序分量的均方根值百分比）来表示， 典型的三相不平衡是指不平衡度超过2%，短 时超过4%。在电力系统中，各种不平衡工业 负荷以及各种接地短路故障都会导致三相电 压的不平衡。
过电压是指持续时间大于1分钟，幅值大于标 称值的电压。典型的过电压值为1.1~1.2倍标 称值。过电压主要是由于负载的切除和无功 补偿电容器组的投入等过程引起，另外，变 压器分接头的不正确设置也是产生过电压的 原因。
仪器特性
1-3相，集成系统
直接输入量程:0.3V~1000V 0.03A~10A/0.06A~20A 带宽DC至10MHz 采样速度1MHz/341KHz 不间断平均值 4MB存储器
综合指标
NORMA 4000功率分析仪可准确测量电流和 电压计算有功、无功、视在功率和其他参量
机床下电，将仪器的连入电路 连线之后检查线路是否有短路及漏电，确保
安全连接 机床上电，将仪器与电脑连接，打开测试软
件，检查相序是否连接正确 按照设计要求参数进行电能质量测量
仪器后端面板
背部接线端说明
操作控件和显示屏
显示屏说明
状态符号说明
导览和测量键说明
功能
Power Analyzer 可用于分析直流电流和数兆赫的交 流电流。可精确测量最高 1000 V的电压值和最大 20 A 的电流（取决于设备所安装的测量模块），同 时计算相应的有功功率、无功功率和视在功率。误 差范围在 0.03% 和 0.3% 之间。对于直流和频率在 数兆赫以内的交流，测量不受波形、频率或相位的 影响。如果连接分流器或钳表，可扩大测量量程。 当使用第三方分流器或钳表来扩大量程时，应当考 虑由这些设备所带来的额外误差。本设备最多可在 六个通道上进行同时测量。
电能质量测试过程
目前各个事业部需要测试的电能质量问 题主要集中在电机功率、电流等问题，谐波 测量很少，下面主要介绍下测试机床电机功 率及电流、电压的过程，测试的功率包括机 械功率P，无功功率Q，视在功率S及电机功 率因数，电流测试主要为电流有效值，电压 也为有效值测量。
实验步骤
查看机床电气柜电气连接部分，找到控制主 轴电机线路，确定连接线路方案
300A 采样频率：1/3MHz
测量值
对每相不间断计算平均值，在三相系统中， 可计算总功率和三相电压电流平均值，在同 步采样模式下还可计算这些值的基波值H01
有效值Urms，校正平均值Urm，平均值Um， 峰值Up-，Up+，Upp，峰值因数Ucf，波形 因数Uff，基波含量Ufc，总畸变因数Uthd
公用电网谐波
GB/T14549--93《电能质量 公用电网谐波》中 规定：6～220kV各级公用电网电压(相电压)总谐波 畸变率是0.38kV为5.0%，6～10kV为4.0%，35～ 66kV为3.0%，110kV为2.0%；用户注入电网的谐 波电流允许值应保证各级电网谐波电压在限值范围 内，所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总谐 波畸变率是：0.38kV为2.6% ， 6～10kV为2.2%， 35~66kV为1.9%，110kV为1.5%。对220kV电网及 其供电的电力用户参照本标准110kV执行。
按 SAVE 功能键保存配置设置。
测量电压、电流和功率
单相测量值
三相测量值
按测量键 Σ。显示前三个通道测量值的总和 （通道 1-3）
计算公式
THE END
相对湿度，无凝点
电源：85~264V AC，50~60Hz，DC100~260V 约 40VA
测试量程
电压： 8个量程：0.3-1-3-10-30-100-300-1000V 峰
值量程=2×range 采样频率：1/3MHz
电流： 8个量程：30-100mA-0.3-1-3-10-30-100-
波动和闪变
GB/T 12326-2008《电能质量 电压波动 和闪变》规定：电力系统公共连接点，在系 统运行的较小方式下，以一周（168h）为测 量周期，所有长时间闪变值Plt满足：≤110kV， Plt=1；>110kV，Plt=0.8。以及单个用户的 相关规定。
电能质量的电压参数分析
有效值Irms，校正平均值Irm，平均值Im，峰 值Ip-，Ip+，Ipp，峰值因数Icf，波形因数Iff， 基波含量Ifc，总畸变因数Ithd
有功功率:P(W) 无功功率:Q(Var) 视在功率:S(VA) 功率因数λ，COSφ相角 积分功能可对P、Q、S、Um、Im进行积分
显示界面
三相测量连接
常规设置
测量设置
将光标移至 RS232 行中的第一个字段。 给波特率、数据位/奇偶校验位/停止位以及
“握手”协议输入设置值并按 Enter 确认。 新的设置现在显示在 RS232 行的字段中。 按保存功能键保存配置设置。
配置平均时间和同步
设置步骤
调用定时与同步设置菜单 输入平均时间 选择同步源 设置触发电平 选择斜率方向 选择低通滤波器 配置信号输出
仪器精度在很宽范围内不受波形、频率和相 移等变化的影响
谐波分析可至采样率的一半 DSO功能可将数值以波形形式显示 分析仪的硬件可通过标准接口RS232进行升
级
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高精度
功率分析仪NORMA 4000可用于测量宽频带 宽从DC至几MHz的信号，输入通道采用直流 耦合方式和高质量的脉冲放大器匹配
电流通道设置
按 Enter，选择OFF 并按 Enter 确认。现在自动量 程调整被禁用。将光标移至量程列中的值并按 Enter。以安培为单位选择一个值；如果使用了分 流器，则以伏特为单位选择一个值。
当输入一个以伏特为单位的值时，自动配置 (Auto) 就设为 关闭。A/V
按 Enter 确认。
欠电压是指持续时间大于1分钟，幅值小于标 称值的电压。典型的欠电压值为0.8~0.9倍标 称值。其产生的原因一般是由于负载的投入 和无功补偿电容器组的切除等过程。另外， 变压器分接头的错误设置也是欠电压产生的 原因。
电压骤降是指在工频下，电压的有效值短时 间内下降。典型的电压骤降值为0.1~0.9倍标 称值，持续时间为0.5个周期到1分钟。电压 骤降产生的原因主要有电力系统发生故障，
如系统发生接地短路故障；大容量电机的启 动和负载突增也会导致电压骤降。
电压骤升是指在工频下，电压的有效值短时 间内上升。典型的电压骤升值为1.1~1.8倍标 称值，持续时间为0.5个周期到1分钟。电压 骤升产生的原因主要有电力系统发生故障，
如系统发生单相接地等故障；大容量电机的 停止和负载突降也是电压骤升的重要原因。
为获得稳定的测量精度，在短时间内能参照 稳定的电压基准值自动进行零点偏移校准
使用全新的阻碍技术，所有电压电流通道均 具有高隔离性和共模抑制，也适用于非常复 杂的测量应用
环境条件
工作温度范围：+5~35℃ 储存温度范围：-20~+50℃ 气候等级：KYG DIN 40040标准，最大85%
电压偏差
GB/T 12325-2008《电能质量 供电电压 偏差》中规定：35kV及以上供电电压正、负 偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%； 20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的 土7%；220V单相供电电压偏差为标称电压 的+7%，-10%。
三相电压不平衡
GB/T15543-2008《电能质量 三相电压 不平衡》中规定：电力系统公共连接点电压 不平衡度限值为：电网正常运行时，负序电 压不平衡度不超过2%，短时不得超过4%； 低压系统零序电压限值暂不做规定，但各相 电压必须满足GB/T 12325的要求。接于公共 连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡 度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。
电能质量分析及测试方法
电能质量定义
电能质量(Power Quality)，从普遍意义 上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质 量、供电质量和用电质量。其可以定义为： 导致用电设备故障或不能正常工作的电压、 电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、 电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、 暂时或瞬态过电压、波形畸变（谐波）、电 压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。
电能质量参数介绍（GB）
电网频率
我国电力系统的标称频率为50Hz ，GB/T159452008《电能质量 电力系统频率偏差》中规定：电力 系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz，当 系统容量较小时，偏差限值可放宽到±0.5Hz，标 准中没有说明系统容量大小的界限。在《全国供用 电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网 容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在 300万千瓦以下者，为±0.5HZ。实际运行中，从全 国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范 围内。
供电中断是指在一段时间内，系统的一相或 多相电压低于0.1倍标称值。瞬时中断定义为 持续时间在0.5个周期到3秒之间的供电中断， 短时中断的持续时间在3~60 秒之间，而持久 停电的持续时间大于60秒。
电压瞬变又称为瞬时脉冲或突波，是指两个 连续的稳态之间的电压值发生快速的变化， 其持续时间很短。电压瞬变按照电压波形的 不同分为两类：一是电压瞬时脉冲，是指叠 加在稳态电压上的任一单方向变动的电压非 工频分量；二是电压瞬时振荡，是指叠加在 稳态电压的同时包括两个方向变动的电压非 工频分量。电压瞬变可能是由闪电引起的， 也可能是由于投切电容器组等操作产生的开 关瞬变。
电压切痕是一种持续时间小于10ms的周期性 电压扰动。它是由于电力电子装置换相造成 的，它使电压波形在一个周期内有超过两个 的过零点。由于其频率非常高，用常规的谐 波分析设备无法测出，因此以前一直未把此 项作为电压质量的一个指标。
仪器介绍
采用Fluke 公司NORMA 4000 宽频带功率 分析仪
电压不平衡是指三相电压的幅值或相位不对 称。不平衡的程度用不平衡度（电压负序分 量和正序分量的均方根值百分比）来表示， 典型的三相不平衡是指不平衡度超过2%，短 时超过4%。在电力系统中，各种不平衡工业 负荷以及各种接地短路故障都会导致三相电 压的不平衡。
过电压是指持续时间大于1分钟，幅值大于标 称值的电压。典型的过电压值为1.1~1.2倍标 称值。过电压主要是由于负载的切除和无功 补偿电容器组的投入等过程引起，另外，变 压器分接头的不正确设置也是产生过电压的 原因。
仪器特性
1-3相，集成系统
直接输入量程:0.3V~1000V 0.03A~10A/0.06A~20A 带宽DC至10MHz 采样速度1MHz/341KHz 不间断平均值 4MB存储器
综合指标
NORMA 4000功率分析仪可准确测量电流和 电压计算有功、无功、视在功率和其他参量
机床下电，将仪器的连入电路 连线之后检查线路是否有短路及漏电，确保
安全连接 机床上电，将仪器与电脑连接，打开测试软
件，检查相序是否连接正确 按照设计要求参数进行电能质量测量
仪器后端面板
背部接线端说明
操作控件和显示屏
显示屏说明
状态符号说明
导览和测量键说明
功能
Power Analyzer 可用于分析直流电流和数兆赫的交 流电流。可精确测量最高 1000 V的电压值和最大 20 A 的电流（取决于设备所安装的测量模块），同 时计算相应的有功功率、无功功率和视在功率。误 差范围在 0.03% 和 0.3% 之间。对于直流和频率在 数兆赫以内的交流，测量不受波形、频率或相位的 影响。如果连接分流器或钳表，可扩大测量量程。 当使用第三方分流器或钳表来扩大量程时，应当考 虑由这些设备所带来的额外误差。本设备最多可在 六个通道上进行同时测量。
电能质量测试过程
目前各个事业部需要测试的电能质量问 题主要集中在电机功率、电流等问题，谐波 测量很少，下面主要介绍下测试机床电机功 率及电流、电压的过程，测试的功率包括机 械功率P，无功功率Q，视在功率S及电机功 率因数，电流测试主要为电流有效值，电压 也为有效值测量。
实验步骤
查看机床电气柜电气连接部分，找到控制主 轴电机线路，确定连接线路方案
300A 采样频率：1/3MHz
测量值
对每相不间断计算平均值，在三相系统中， 可计算总功率和三相电压电流平均值，在同 步采样模式下还可计算这些值的基波值H01
有效值Urms，校正平均值Urm，平均值Um， 峰值Up-，Up+，Upp，峰值因数Ucf，波形 因数Uff，基波含量Ufc，总畸变因数Uthd
公用电网谐波
GB/T14549--93《电能质量 公用电网谐波》中 规定：6～220kV各级公用电网电压(相电压)总谐波 畸变率是0.38kV为5.0%，6～10kV为4.0%，35～ 66kV为3.0%，110kV为2.0%；用户注入电网的谐 波电流允许值应保证各级电网谐波电压在限值范围 内，所以国标规定各级电网谐波源产生的电压总谐 波畸变率是：0.38kV为2.6% ， 6～10kV为2.2%， 35~66kV为1.9%，110kV为1.5%。对220kV电网及 其供电的电力用户参照本标准110kV执行。