PQ測量儀器與技術(shù)基礎(chǔ)1課件

3-PhasePowerSystems

三相電力系統(tǒng)Electricityisgeneratedbyconductorsrotatingthoughamagneticfield

電是由在磁場中旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)體產(chǎn)生的Pickapointonacircle,rotatingcounterclockwiseatafixedspeed.Whentheangleissmallthechangeinheightisrapid.Astheangleincreasestowards90°thechangeinheightslows.Thedistancefromthe“thehorizon”sweepsoutasinewave.

在圓周上選一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)以固定速率在圓周上向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角度比較小時(shí)，高度的變化就比較明顯；當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度向90°方向增長時(shí)，高度的變化也組件減緩。偏離“水平”方向的高度即形成了一個(gè)正弦波。WhySineWaves?

為什么會(huì)是正弦波？Why3-Phase?

為什么為三相？

Atanyinstantthenetcurrentontheneutraliszero.Tryit!

在任何情況下，零線上的凈電流為零。試試看！Threephasemotorshavebetterstartingtorque,runmorequietly,aremoreefficientandaresmallerthansingle—phasemotorsofsimilarhprating

三相馬達(dá)具有更好的起動(dòng)扭矩、運(yùn)行更平順、更有效率，并且體積比相同馬力的單相馬達(dá)更小。Ifyouaddmorethanthreephasesitaddsmorecostbutdoesn’tdeliversignificantperformanceimprovements

如果相數(shù)多余三個(gè)，會(huì)增加很多費(fèi)用，但是性能并沒有明顯改善。Threeindividualvoltagephasestypically120degreesoutofphaseofeachother.

三個(gè)獨(dú)立的電壓相位彼此之間一般相差120度。Threeindividualcurrentphasestypically120degreesoutofphaseofeachother.

三個(gè)獨(dú)立的電流相位彼此之間一般相差120度。Voltageandcurrentwilltypicallybeshiftedfromeachotherresultingin“powerfactor”

電壓和電流的相位一般不一致，所以就有了“功率因數(shù)”FromtheDamtoYourLoad

從發(fā)電站到負(fù)載FromtheDamtoYourLoad

從發(fā)電站到負(fù)載HighVoltage(over100kV)isusedfortransmission.All3-phase

用于電力傳輸?shù)母邏壕€路（100kV以上）。全為三相系統(tǒng)Substationsusetransformerstostepdownthevoltagetomediumvoltage(4160to14kV).PT’sareusedtomeasurevoltagelevels.

變電站利用變壓器將電壓變?yōu)橹袎海?160到12kV）。

使用PT來測量電壓。Mediumvoltageisusedfordistribution.Mostly3-phase.

使用中壓進(jìn)行配電。大多數(shù)為三相系統(tǒng)。MediumVoltageissteppeddownto240or480fordeliverytocustomers.

中壓又被變?yōu)?40或480伏的電壓，然后傳輸給用戶。

Fusesandcircuitbreakers

保險(xiǎn)和電路斷路器Protectiverelays

保護(hù)繼電器Lightningarrestors

避雷器Switches

電閘“Reclosure”自動(dòng)開關(guān)FromtheDamtoYourLoad

從發(fā)電站到負(fù)載DeltaConfiguration

三角型配置Comprisedof3voltagesand3currents.

由三個(gè)電壓和三個(gè)電流組成NoNeutralwire.

無零線Sometimeshasagroundwire.

有時(shí)有地線Voltageismeasureas“phasetophase”.

測量的電壓為“相－相”電壓Typically480vrms.

一般為480vrms.WyeConfiguration

Y型配置AlmostallcommercialandlightindustrialloadsaresuppliedbyGrounded-Y(4-wireY)transformers.

幾乎所有的商業(yè)和照明領(lǐng)域的負(fù)載都是由

接地的Y型（4線Y型）配置的變壓器供電的Comprisedof3voltagesand3currents.

由三個(gè)電壓三個(gè)電流組成Neutralwireandgroundwire.

零線和地線TheWyedeliverstwostablevoltagelevelsfromonetransformer

在Y性配置下，變壓器可以提供兩個(gè)電壓PhasetoNeutralmaybeusedforsmallerloads

相－零電壓，小的負(fù)載可以使用這個(gè)電壓Phasetophasemaybeusedforlargerloadsorlongerwiringruns

相－相電壓，大負(fù)載或配線較長時(shí)可以使用該電壓VoltageLevels

電壓Standardvoltagelevelsvarybycountry

各個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)電壓會(huì)不一樣Mostdistributionwithinbuildingsis120Vto480V

建筑物內(nèi)的絕大多數(shù)配電系統(tǒng)為120V到480VResidentialstandardsvaryconsiderably

各個(gè)國家與住宅有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣US,Canada,Mexicousea240Vsinglephasesystem

美國、加拿大、墨西哥使用240V的單相系統(tǒng)Europe,China,othersuse230Vsingleor3-phase

歐洲、中國以及其它國家使用230V單相或三相系統(tǒng)TypicalWyephase-to-phaseandphase-to-neutralvoltagesare

典型的Y型配置下相－相和相－零電壓如下240/120V(US,Canada,Mexico)

240/120V（美國、加拿大、墨西哥）400/230V(China,Europe)

400/230V（中國、歐洲）480/277V(US,Canada,Mexico)

480/277V（美國、加拿大、墨西哥）Voltagesfrom1kVto100kVareusedtoservelargecommercialbuildingsandforutilitydistribution

1kV到100kV的電壓一般用于大的商業(yè)建筑和公用配電系統(tǒng)Voltagesover100kVareusedfortransmission

超過100kV的電壓一般用于電力傳輸LetusspeakPower

關(guān)于功率ThreeKindsofACPower

三種交流功率TruePower(W)

有效功率（W）Doesusefulwork

做有用功ReactivePower(VAR)

無功功率（VAR）Powersmotormagneticfield,chargescapacitor

驅(qū)動(dòng)馬達(dá)磁場、給電容充電 ApparentPower(VA)

視在功率（VA）Systemcapacity

系統(tǒng)負(fù)載量PF= Watts Volt-AmpsHead=VARs

頭部=乏Beer=Watts

啤酒=瓦特Glass=VA

玻璃杯=伏安PowerTriangle

功率三角形Motorsrequire“l(fā)agging”VARs,reducingPF.Greatersystemcapacity(VA)isrequired.

馬達(dá)需要“滯后”乏，導(dǎo)致功率因數(shù)降低，需要更大的系統(tǒng)負(fù)載量（VA）。Capssupply“l(fā)eading”VARs,improvingPF,reducingVArequirement.

電容能使乏“提前”，提高功率因數(shù)，減小所需的伏安。Caps

reducePF

電容降低了PFReactive

Power

(VARs)

無功功率（乏）TruePower(Watts)

有效功率（瓦特）Apparent

Power(VA)

視在功率（伏安）WhatisPowerQuality

什么是電能質(zhì)量“Anypowerproblemmanifestedinvoltage,current,orfrequencydeviationsthatresultsinfailureormissedoperationofutilityorenduserequipment”

“電能質(zhì)量就是指出現(xiàn)在導(dǎo)致公用設(shè)施或最終用戶設(shè)備故障或工作不正常的電壓、電流或頻率偏移上的任何電能問題。Dugan,McGranahan,Beaty;ElectricalPowerSystemsQuality

Dugan,McGranahan,Beaty；“電力系統(tǒng)的質(zhì)量”SeverityofVoltageEvents

電壓時(shí)間的安全性MostPowerQualityeventsarereallyvoltageevents.

大多數(shù)電能質(zhì)量時(shí)間其實(shí)是電壓事件Severityofavoltageeventischaracterizedbymagnitudeandduration.

電壓時(shí)間的嚴(yán)重程度是由幅度和持續(xù)時(shí)間表示的。Thelargerthechange,andthelongerittakesplace,themorelikelyitisthatequipmentwillmalfunction.

事件的變化越大、持續(xù)的時(shí)間越長，設(shè)備就越有可能出現(xiàn)故障ITIC/CBEMAcurvesplotmagnitudeanddurationofeventsthatarelikelytocauseproblemswithcomputerequipment.

ITIC/CBEMA曲線用來繪制可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障的事件的幅度和持續(xù)時(shí)間。Let’sTalkAboutStandards

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)TherearetwoimportantstandardsthatinfluencedthedesignoftheFluke430

有兩個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)影響著Fluke430設(shè)計(jì)IEC61000-4-30“TestingandMeasurementTechniquesforPowerQualityMeasurementMethods.”

IEC61000-4-30“電能質(zhì)量測量的測試和測量技術(shù)”EN50160“VoltageCharacteristicsofElectricitySuppliedbyPublicDistributionSystems”

EN50160“公共配電系統(tǒng)所供電力的電壓特征”EN50160doesnotmandateIEC-61000-4-30measurementtechniques,butitisconsistent

EN50160標(biāo)準(zhǔn)對IEC-61000-4-30測量技術(shù)并沒有要求，但是一致的。Bothstandardsareexertingstronginfluenceworldwide!

兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對全世界有不同凡響的影響！IEC61000-4-30IEC61000-4-30TestingandMeasurementTechniquesforPowerQualityMeasurementMethods.

IEC61000-4-30“電能質(zhì)量測量的測試和測量技術(shù)”ReferstootherstandardslikeIEC61000-4-7(Harmonics)andIEC61000-4-15(Flicker)

引用了其它標(biāo)準(zhǔn)，如IEC61000-4-7(諧波)和IEC61000-4-15(閃變)Twoclassesofmeasurementperformance

兩種類型的測量性能ClassA,precise,suitableforcompliancetestandsolvingdisputesincourt

A類，精確,適用于兼容性測試和解決爭議ClassBfortroubleshootingandstatisticssurveys

B類，用于故障診斷和統(tǒng)計(jì)測量IEC61000InthispresentationthissymbolmeansIEC6100-4-30istheguidingforce

在本幻燈片中，該標(biāo)志表示以IEC6100-4-30為導(dǎo)向TheFluke430SeriesmeetsmanyofthespecsforclassAandallspecsforClassB!

Fluke430系列滿足多數(shù)A類技術(shù)指標(biāo)要求和全部的B類技術(shù)指標(biāo)要求！IEC61000-4-30“Aggregation”

IEC61000-4-30“集合”Measurementaggregationovertimeintervals

時(shí)間間隔上的測量集合 Basicmeasurementtimeintervalis

基本的測量時(shí)間間隔為–10-cyclesfor50Hzsystems

對50Hz的系統(tǒng)為10個(gè)周期–12-cyclesfor60Hzsystems

對60Hz的系統(tǒng)為12個(gè)周期Measurementtimeintervalsareaggregatedover3differenttimeintervals:

測量時(shí)間間隔由3個(gè)不同的時(shí)間間隔組成：–3-sinterval(150cyclesfor50Hznominalor180cyclesfor60Hznominal),

3-s間隔（對于標(biāo)稱為50Hz的電壓為150個(gè)周期，對于標(biāo)稱為60Hz的電壓為180個(gè)周期）–10-mininterval,

10-min間隔–2-hinterval.

2-h間隔Manymeasurementslikermsvoltageandharmonicsaresimplyaveraged.Others,like,flicker,aren’tquitesosimple.

許多測量參數(shù)－如rms電壓和諧波－是經(jīng)過簡單平均得到的。其它參數(shù)－如閃變－并沒那么簡單。IEC61000Theuses10minuteaggregationforvoltage,harmonics,flickercheckinginSystemMonitorMode.Pltisa2-hourmeasurement.

Fluke430使用10分鐘間隔在系統(tǒng)監(jiān)控模式下進(jìn)行電壓、諧波和閃變檢查。Plt為2小時(shí)間隔測量的。IEC61000-4-30“Flagging”

IEC61000-4-30“標(biāo)記”

Duringdip,swell,orinterruption,otherparametersmaybeunreliable?

在驟降、驟升或斷電期間，其它參數(shù)是不是可能不可靠？ Flaggingconceptavoidscountingasingleeventmorethanonce

通過標(biāo)記，避免了重復(fù)計(jì)算某一信號(hào)事件 Flaggingisonlytriggeredbydips,swells,andinterruptions.

標(biāo)記僅由驟降、驟升和斷電事件觸發(fā) Applicableformeasurementofpowerfrequency,voltagemagnitude,flicker,supplyvoltageunbalance,voltageharmonics,voltageinterharmonics.

適用于頻率、電壓幅度、閃變、電源電壓失衡、電壓諧波、電壓諧間波的測量 AflaggedvalueisindicatedontheFluke430byasmallflagintheupperrightofthedisplay.

被標(biāo)志的值由Fluke430顯示屏右上角的標(biāo)志表示。IEC61000TheFluke430Series

Fluke430系列TheFastestWaytoPinpointPowerQualityProblems

診斷細(xì)微的電能質(zhì)量問題的最快途徑SeeWhatYou’veBeenMissing

可以得到的新功能Highresolution,colorLCDforviewingmultipleparametersandmultiplephasessimultaneously.

高分辨率、彩色LCD，可以同時(shí)觀察多個(gè)參數(shù)和多個(gè)相信號(hào)。SelectfromIndustryStandardcolorcodingorChooseyourown.Letsyoueasilycorrelateconnectionsandreadings

可以選擇工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的色標(biāo)，或自己選擇顏色?？梢苑奖愕卣_連接和度數(shù)。GetAnswers–Fast!

答案就是：快！Fast-update,high-resolutionscopedisplayshowsvoltageandcurrentwaveformsforallthreephasesandneutral.

快速刷新、高分辨率的示波器顯示全部三個(gè)相信號(hào)和零線信號(hào)的電壓和電流波形。Toggletophasordisplayatanytimeforaquickcheckofphasesequence.

在任何時(shí)候都可以切換到矢量顯示，快速檢查相序。DetailedDi