DB43 T 879.2-2014 变频电量测量仪器 分析仪.pdf
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1、DB43/T 879.22014湖南省地方标准DB43变频电量测量仪器 分析仪Variable frequency electric quantity measuring instruments:Analyzer湖南省质量技术监督局 发 布2014-08-06 实施2014-06-06 发布ICS 17.22022NDB43/T 879.22014 I 目 次 前言 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 额定值 35 技术要求 4 5.1 通用框图、外观和结构 4 5.2 功能要求 5 5.3 安全性能 6 5.4 准确度等级 7 5.5 影响量 8 5.6 传输系统和
2、输出链接 95.7 数字量输入二次仪表的运算正确性 9 5.8 频率特性 9 5.9 上升时间 9 5.10 电磁兼容要求 9 5.11 环境适应性10 5.12 可靠性11 6 试验方法12 6.1 试验环境条件12 6.2 外观和结构检查12 6.3 功能检查12 6.4 安全性能试验12 6.5 准确度试验12 6.6 影响量试验14 6.7 传输系统和输出链接检查14 6.8 数字量输入二次仪表的运算正确性验证146.9 频率特性试验15 6.10 上升时间试验15 6.11 电磁兼容性试验15 6.12 环境试验16 6.13 可靠性试验18 7 检验规则18 DB43/T 879.
3、22014 II 7.1 总则18 7.2 检验分类18 7.3 型式试验19 7.4 例行试验19 7.5 特殊试验19 8 标志、包装、运输和贮存19 8.1 标志19 8.2 包装20 8.3 运输20 8.4 贮存20 图 1 变频电量分析仪通用框图 5 表 1 基本参数和可选参数 5 表 2 电压、电流误差限值 7 表 3 功率误差限值 8 表 4 标称使用范围极限和允许改变量 8 表 5 抗扰度试验的性能判据10 表 6 最低抗扰度要求10 表 7 气候环境适应性10 表 8 振动适应性11 表 9 冲击适应性11 表10 碰撞适应性11 表11 运输包装件跌落适应性11 表12
4、预处理条件13 表13 影响量的参比条件和试验用允许偏差13 表14 试验项目19 DB43/T 879.22014 III 前 言 变频器作为变频调速系统的电源,应用日益广泛。如何准确测量变频器的损耗、效率和变频电机的损耗及效率,是变频调速技术亟待解决的重大课题。 本标准从变频电量的特点出发,提出了对变频电量测量影响较大的应当明示的技术指标,并按照这些技术指标,定义了产品的准确度等级。 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由湖南省质量技术监督局、国家变频电量测量仪器计量站提出。 本标准由湖南省质量技术监督局归口。 本标准起草单位:湖南银河电气有限公司、湖南省计量检测研
5、究院、国防科技大学。 本标准主要起草人:徐伟专、任昀、陆阳、刘思潮、王宁、王有贵、廖仲篪、肖江平、陈浩维。 本标准为首次发布。 DB43/T 879.22014 1 变频电量测量仪器 分析仪 1 范围 本标准规定了变频电量分析仪器或装置(以下简称分析仪)的术语和定义、额定值、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等。 本标准适用于被测对象基波频率在(01.5)kHz范围内、电压在35kV以下,电流在7kA以内的变频电量分析仪以及分析仪与传感器构成的变频电量测量系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是
6、不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温 GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验 GB/T 2423.5 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击 GB/T 2423.6 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Eb和导则:碰撞 GB/T 2423.10 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Fc: 振动(正弦) GB 42
7、08 外壳防护等级(IP代码) GB/T 4857.2 包装 运输包装件基本试验 第2部分:温湿度调节处理 GB/T 4857.5 包装 运输包装件 跌落试验方法 GB 4943.1 信息技术设备 安全 第1部分:通用要求 GB/T 5080.7 设备可靠性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 GB 9254 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB/T 9813 微型数字电子计算机通用技术条件 GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验(idt IEC 61000-4-2:1995) GB/T 17626.3 电磁兼容 试验和测量技术
8、射频电磁场辐射抗扰度试验(idt IEC 61000-4-3:1995) GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(idt IEC 61000-4-4:1995) GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验(idt IEC 61000-4-5:1995) GB/T 17626.6 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 GB/T 17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T 17626.9 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验 GB/T 17626.11 电磁兼容 试验和测
9、量技术 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验 IEC 60794 光缆 3 术语和定义 以下术语和定义适用于本文本。 DB43/T 879.22014 2 3.1 变频电量 variable frequency electric quantity 变频电量是指满足下述条件之一,并以传输功率为目的的交流变频电量。 a) 信号频谱仅包含一种频率成分,而频率不局限于工频的交流电信号。 b) 信号频谱包含两种及以上被关注频率成分的电信号。 变频电量包括电压、电流以及电压电流引出的有功功率、无功功率、视在功率等。 3.2 变频电量变送器 variable frequency electric quan
10、tity transducer 将变频电量转换成方便二次设备使用的、遵循一定标准、并包含一次变频电量在变送器带宽范围内的全部特征信息的模拟信号或数字编码信号的装置。 标准规定的变送器,除带宽限制之外,若消除固定延时,模拟量输出变频电量变送器的二次输出信号在任意时刻均与一次输入变频电量的幅值成线性;数字量输出变频电量变送器的二次输出信号的任一样本数值与样本信息对应时刻的一次输入变频电量幅值成线性,通过这些模拟量或数字量输出可以反映输入变频电量的全部信息,二次输出信号与一次输入信号的相位差控制在规定范围内。 对如电压、电流或电压和电流进行转换的变频电量变送器,分别称为变频电压变送器、变频电流变送器
11、和变频功率变送器。 3.3 变频电量分析仪 variable frequency electric quantity analyzer 以变频电量为基本测量和分析对象的,具有人机界面的仪器或装置。 3.4 变频功率标准源 variable frequency power standard source 频率、幅值、相位均在一定范围内能任意可调的满足相应准确度和稳定度要求的能同时输出交流电压和电流的仪器。输出交流电压和电流为纯正弦波,也可叠加含量和相位可控的单次或多次谐波。 3.5 总谐波畸变系数total harmonic distortion coefficient 总谐波畸变系数THD按下
12、式计算: 21212GGGTHD = 式中: G总有效值;G1基波有效值。 注:符号G在表示电流时将被I代替,在表示电压时被U替代。 3.6 总谐波因数total harmonic factor 总谐波畸变系数THF按下式计算: 2212GGGTHF = 式中: G总有效值;G1基波有效值。 注:符号G在表示电流时将被I代替,在表示电压时被U替代。 3.7 DB43/T 879.22014 3 谐波电压因数harmonic voltage factor 谐波电压因数HVF按下式计算: =HnnnUUHVF221式中: Un n次谐波电压有效值;U1电压基波有效值;H=13。 3.8 谐波电流因
13、数harmonic current factor 谐波电压因数HCF按下式计算: =HnnnIIHCF221 式中: In n次谐波电流有效值;I1电流基波有效值;H=13。 3.9 不平衡度 unbalance factor 三相电压或电流的不平衡程度,用电压或电流负序分量与正序分量的方均根值百分比表示。 3.10 基波功率因数(位移因数)fundamental wave power factor (displacement factor) 电压与电流基波分量的位移角(相位差)的余弦,用 1cosj 表示。 3.11 基波有功功率 fundamental wave active power
14、基波有功功率按下式计算: 1111 cosjIUP = 3.12 功率基本准确度等级 power basic accuracy class 功率因数为1时的功率准确度等级。 3.13 相位误差准确度等级 phase error accuracy class 主要反映分析仪在低功率因数下的功率测量准确度。针对某一功率基本准确度等级,以参考频率(50Hz或60Hz)时的相位误差大小为依据,分为普通级、S1级、S2级、S3级等。 4 额定值 4.1 额定一次电压的标准值 110V、220V、380V、660/690V、750V、1000/1140V、3/3.3kV、6kV、10kV、20kV、25k
15、V、35kV。 4.2 额定一次电流的标准值 DB43/T 879.22014 4 10A、12.5A、15A、20A、25A、30A、40A、50A、60A、75A 以及它们的十进制倍数或小数。有下划线者为优先值。 4.3 准确限值频率范围 准确限值频率范围由制造厂家自行规定。在规定的准确限值频率范围内,分析仪的测量误差应满足准确度等级误差限值的要求。 4.4 额定辅助电源电压 额定辅助电源电压指分析仪运行时其自身电源端口的电压,如有必要,包括制造方提供的或要求装入的串联辅助电阻或附件,但不包括连接电源的导体。 额定辅助电源电压包括交流电源和直流电源。交流电源应采用230/400V。 额定直
16、流辅助电源电压值为:24V、48V、60V、110V、125V、220V、250V,有下划线者为优先值。 注:230/400V将是未来唯一的IEC标准电压,推荐在新系统上采用。IEC 标准化工作将在下阶段考虑把现有系统中的220/380V和240/415V这些不同电压归入230/400V(110%)范围内。 4.5 额定辅助电源频率 额定辅助电源频率标准值一般可分为直流(DC)、50Hz和60Hz。 4.6 采样速率额定值 采样速率不应低于带宽(或防混叠滤波器截止频率)的两倍。 4.7 带宽额定值 带宽额定值不应高于采样速率的1/2。 5 技术要求 5.1 通用框图、外观和结构 5.1.1 变
17、频电量分析仪通用框图 图1所示为分析仪的通用框图,依据所采用的技术,图1中列出的所有部件并非均不可缺少。如有需要,图 1 中的测量部分可以包含各种进行电压、电流变换的模拟量输出传感器或变送器。分析及显示部分主要用于对测量部分输出的数字信号进行运算处理和显示,该部分为纯数字量计算,不增加测量误差。数字量传输系统用于传输数字信号,可以是仪器内部连线,也可以外部连线,外部连线可以是电缆或光纤或无线传输系统。 本部分根据传输系统是否为仪器内部连线,将分析仪分为一体式和分体式两种。分体式分析仪传输系统采用电缆或光纤或无线传输系统,可称测量部分为变频电量变送器,分析及显示部分为数字量输入二次仪表,在不引起
18、歧义的场合,也可称分析及显示部分为分析仪,但是,本部分规定的分析仪是指包含传输系统在内的三部分总和。 对于通过外部电压、电流传感器扩展量程的变频电量测试系统,可将电压、电流传感器及分析仪构成的系统视为分析仪。 注:采用分体的方式更为合理,原因是这样可以将测量部分移至测量前端,从而缩短模拟量传输线路,可以有效降低传输线路的损耗和干扰。 DB43/T 879.22014 5 图1 变频电量分析仪通用框图 5.1.2 外观和结构 a) 分析仪表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形等,表面镀层不应起泡、龟裂和脱落,金属部件不应有锈蚀及其他机械损伤。 b) 开关、调节旋钮、按键操作应方便、灵活、可靠,零
19、部件应紧固无松动。 c) 说明和警示功能的文字、符号及功能显示应清晰端正,并符合国家有关标准的规定。 d) 显示屏稳定性、可靠性、显示像素、分辨率均符合国家相关标准要求。 e) 分析仪防护等级不低于GB 4208 规定的IP51要求。 f) 当有专用附件(如扭矩测量模块等)时,应将附件与分析仪一起进行检测,且附件编号与该仪器编号相对应。 5.2 功能要求 5.2.1 基本功能 分析仪应能测量表1所列全部或部分参数。试验按表1规定的项目和顺序进行。 表1 基本参数和可选参数 序号 参数名称 选项 1 电压、电流有效值 2 电压、电流基波有效值 3 基波电压、电流的相位 4 基波频率 5 基波功率
20、因数 6 有功功率 7 谐波幅值 8 谐波相位 9 总谐波畸变因数 10 总谐波因数 11 谐波电压因数 12 谐波电流因数 13 三相电压、电流不平衡度 DB43/T 879.22014 6 表1 基本参数和可选参数 续 序号 参数名称 选项 14 视在功率 15 功率因数 16 无功功率 17 间谐波 18 前20次电压谐波分量 19 前20次电流谐波分量 注:表中“”表示分析仪基本参数,“”表示分析仪可选参数。 5.2.2 输出和显示功能 分析仪一般应具备直观、引导性图标的操作界面,且能对被测变频电量各参数的实时数据进行显示的功能。显示和输出的内容应保持一致,且应覆盖测量参数。 每屏显示
21、的行列数,每行显示的字符数应符合国家相关标准的要求。 5.2.3 接口 分析仪应具备一种以上支持本地移动存储设备的接口,以实现数据的转存或定时提取,如 USB接口。 分析仪应根据实际应用环境,至少具备一种标准通讯接口,可与上位机进行通讯,以实现远程的信息交互,例如:RS232/485接口、LAN或WLAN接口等。 5.2.4 设置功能 分析仪应具有系统时钟、检测模式、自校、测量参数等基本数据的设置、修改和删除功能,且该权限归属于专用管理员帐号。 5.2.5 信息存储和查询功能 分析仪应具有完整的检测时间、产品编号、检测数据和检测人员等相关信息的存储功能,有完善的记录查询、打印校验等数据管理功能
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