PQ测量仪器与技术基础1课件

3-PhasePowerSystems

三相电力系统Electricityisgeneratedbyconductorsrotatingthoughamagneticfield

电是由在磁场中旋转的导体产生的Pickapointonacircle,rotatingcounterclockwiseatafixedspeed.Whentheangleissmallthechangeinheightisrapid.Astheangleincreasestowards90°thechangeinheightslows.Thedistancefromthe“thehorizon”sweepsoutasinewave.

在圆周上选一个点，该点以固定速率在圆周上向逆时针方向旋转。当旋转的角度比较小时，高度的变化就比较明显；当旋转角度向90°方向增长时，高度的变化也组件减缓。偏离“水平”方向的高度即形成了一个正弦波。WhySineWaves?

为什么会是正弦波？Why3-Phase?

为什么为三相？

Atanyinstantthenetcurrentontheneutraliszero.Tryit!

在任何情况下，零线上的净电流为零。试试看！Threephasemotorshavebetterstartingtorque,runmorequietly,aremoreefficientandaresmallerthansingle—phasemotorsofsimilarhprating

三相马达具有更好的起动扭矩、运行更平顺、更有效率，并且体积比相同马力的单相马达更小。Ifyouaddmorethanthreephasesitaddsmorecostbutdoesn’tdeliversignificantperformanceimprovements

如果相数多余三个，会增加很多费用，但是性能并没有明显改善。Threeindividualvoltagephasestypically120degreesoutofphaseofeachother.

三个独立的电压相位彼此之间一般相差120度。Threeindividualcurrentphasestypically120degreesoutofphaseofeachother.

三个独立的电流相位彼此之间一般相差120度。Voltageandcurrentwilltypicallybeshiftedfromeachotherresultingin“powerfactor”

电压和电流的相位一般不一致，所以就有了“功率因数”FromtheDamtoYourLoad

从发电站到负载FromtheDamtoYourLoad

从发电站到负载HighVoltage(over100kV)isusedfortransmission.All3-phase

用于电力传输的高压线路（100kV以上）。全为三相系统Substationsusetransformerstostepdownthevoltagetomediumvoltage(4160to14kV).PT’sareusedtomeasurevoltagelevels.

变电站利用变压器将电压变为中压（4160到12kV）。

使用PT来测量电压。Mediumvoltageisusedfordistribution.Mostly3-phase.

使用中压进行配电。大多数为三相系统。MediumVoltageissteppeddownto240or480fordeliverytocustomers.

中压又被变为240或480伏的电压，然后传输给用户。

Fusesandcircuitbreakers

保险和电路断路器Protectiverelays

保护继电器Lightningarrestors

避雷器Switches

电闸“Reclosure”自动开关FromtheDamtoYourLoad

从发电站到负载DeltaConfiguration

三角型配置Comprisedof3voltagesand3currents.

由三个电压和三个电流组成NoNeutralwire.

无零线Sometimeshasagroundwire.

有时有地线Voltageismeasureas“phasetophase”.

测量的电压为“相－相”电压Typically480vrms.

一般为480vrms.WyeConfiguration

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

几乎所有的商业和照明领域的负载都是由

接地的Y型（4线Y型）配置的变压器供电的Comprisedof3voltagesand3currents.

由三个电压三个电流组成Neutralwireandgroundwire.

零线和地线TheWyedeliverstwostablevoltagelevelsfromonetransformer

在Y性配置下，变压器可以提供两个电压PhasetoNeutralmaybeusedforsmallerloads

相－零电压，小的负载可以使用这个电压Phasetophasemaybeusedforlargerloadsorlongerwiringruns

相－相电压，大负载或配线较长时可以使用该电压VoltageLevels

电压Standardvoltagelevelsvarybycountry

各个国家的标准电压会不一样Mostdistributionwithinbuildingsis120Vto480V

建筑物内的绝大多数配电系统为120V到480VResidentialstandardsvaryconsiderably

各个国家与住宅有关的标准也不一样US,Canada,Mexicousea240Vsinglephasesystem

美国、加拿大、墨西哥使用240V的单相系统Europe,China,othersuse230Vsingleor3-phase

欧洲、中国以及其它国家使用230V单相或三相系统TypicalWyephase-to-phaseandphase-to-neutralvoltagesare

典型的Y型配置下相－相和相－零电压如下240/120V(US,Canada,Mexico)

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

400/230V（中国、欧洲）480/277V(US,Canada,Mexico)

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

1kV到100kV的电压一般用于大的商业建筑和公用配电系统Voltagesover100kVareusedfortransmission

超过100kV的电压一般用于电力传输LetusspeakPower

关于功率ThreeKindsofACPower

三种交流功率TruePower(W)

有效功率（W）Doesusefulwork

做有用功ReactivePower(VAR)

无功功率（VAR）Powersmotormagneticfield,chargescapacitor

驱动马达磁场、给电容充电 ApparentPower(VA)

视在功率（VA）Systemcapacity

系统负载量PF= Watts Volt-AmpsHead=VARs

头部=乏Beer=Watts

啤酒=瓦特Glass=VA

玻璃杯=伏安PowerTriangle

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

马达需要“滞后”乏，导致功率因数降低，需要更大的系统负载量（VA）。Capssupply“leading”VARs,improvingPF,reducingVArequirement.

电容能使乏“提前”，提高功率因数，减小所需的伏安。Caps

reducePF

电容降低了PFReactive

Power

(VARs)

无功功率（乏）TruePower(Watts)

有效功率（瓦特）Apparent

Power(VA)

视在功率（伏安）WhatisPowerQuality

什么是电能质量“Anypowerproblemmanifestedinvoltage,current,orfrequencydeviationsthatresultsinfailureormissedoperationofutilityorenduserequipment”

“电能质量就是指出现在导致公用设施或最终用户设备故障或工作不正常的电压、电流或频率偏移上的任何电能问题。Dugan,McGranahan,Beaty;ElectricalPowerSystemsQuality

Dugan,McGranahan,Beaty；“电力系统的质量”SeverityofVoltageEvents

电压时间的安全性MostPowerQualityeventsarereallyvoltageevents.

大多数电能质量时间其实是电压事件Severityofavoltageeventischaracterizedbymagnitudeandduration.

电压时间的严重程度是由幅度和持续时间表示的。Thelargerthechange,andthelongerittakesplace,themorelikelyitisthatequipmentwillmalfunction.

事件的变化越大、持续的时间越长，设备就越有可能出现故障ITIC/CBEMAcurvesplotmagnitudeanddurationofeventsthatarelikelytocauseproblemswithcomputerequipment.

ITIC/CBEMA曲线用来绘制可能会导致计算机设备出现故障的事件的幅度和持续时间。Let’sTalkAboutStandards

关于标准TherearetwoimportantstandardsthatinfluencedthedesignoftheFluke430

有两个重要的标准影响着Fluke430设计IEC61000-4-30“TestingandMeasurementTechniquesforPowerQualityMeasurementMethods.”

IEC61000-4-30“电能质量测量的测试和测量技术”EN50160“VoltageCharacteristicsofElectricitySuppliedbyPublicDistributionSystems”

EN50160“公共配电系统所供电力的电压特征”EN50160doesnotmandateIEC-61000-4-30measurementtechniques,butitisconsistent

EN50160标准对IEC-61000-4-30测量技术并没有要求，但是一致的。Bothstandardsareexertingstronginfluenceworldwide!

两个标准对全世界有不同凡响的影响！IEC61000-4-30IEC61000-4-30TestingandMeasurementTechniquesforPowerQualityMeasurementMethods.

IEC61000-4-30“电能质量测量的测试和测量技术”ReferstootherstandardslikeIEC61000-4-7(Harmonics)andIEC61000-4-15(Flicker)

引用了其它标准，如IEC61000-4-7(谐波)和IEC61000-4-15(闪变)Twoclassesofmeasurementperformance

两种类型的测量性能ClassA,precise,suitableforcompliancetestandsolvingdisputesincourt

A类，精确,适用于兼容性测试和解决争议ClassBfortroubleshootingandstatisticssurveys

B类，用于故障诊断和统计测量IEC61000InthispresentationthissymbolmeansIEC6100-4-30istheguidingforce

在本幻灯片中，该标志表示以IEC6100-4-30为导向TheFluke430SeriesmeetsmanyofthespecsforclassAandallspecsforClassB!

Fluke430系列满足多数A类技术指标要求和全部的B类技术指标要求！IEC61000-4-30“Aggregation”

IEC61000-4-30“集合”Measurementaggregationovertimeintervals

时间间隔上的测量集合 Basicmeasurementtimeintervalis

基本的测量时间间隔为–10-cyclesfor50Hzsystems

对50Hz的系统为10个周期–12-cyclesfor60Hzsystems

对60Hz的系统为12个周期Measurementtimeintervalsareaggregatedover3differenttimeintervals:

测量时间间隔由3个不同的时间间隔组成：–3-sinterval(150cyclesfor50Hznominalor180cyclesfor60Hznominal),

3-s间隔（对于标称为50Hz的电压为150个周期，对于标称为60Hz的电压为180个周期）–10-mininterval,

10-min间隔–2-hinterval.

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

许多测量参数－如rms电压和谐波－是经过简单平均得到的。其它参数－如闪变－并没那么简单。IEC61000Theuses10minuteaggregationforvoltage,harmonics,flickercheckinginSystemMonitorMode.Pltisa2-hourmeasurement.

Fluke430使用10分钟间隔在系统监控模式下进行电压、谐波和闪变检查。Plt为2小时间隔测量的。IEC61000-4-30“Flagging”

IEC61000-4-30“标记”

Duringdip,swell,orinterruption,otherparametersmaybeunreliable?

在骤降、骤升或断电期间，其它参数是不是可能不可靠？ Flaggingconceptavoidscountingasingleeventmorethanonce

通过标记，避免了重复计算某一信号事件 Flaggingisonlytriggeredbydips,swells,andinterruptions.

标记仅由骤降、骤升和断电事件触发 Applicableformeasurementofpowerfrequency,voltagemagnitude,flicker,supplyvoltageunbalance,voltageharmonics,voltageinterharmonics.

适用于频率、电压幅度、闪变、电源电压失衡、电压谐波、电压谐间波的测量 AflaggedvalueisindicatedontheFluke430byasmallflagintheupperrightofthedisplay.

被标志的值由Fluke430显示屏右上角的标志表示。IEC61000TheFluke430Series

Fluke430系列TheFastestWaytoPinpointPowerQualityProblems

诊断细微的电能质量问题的最快途径SeeWhatYou’veBeenMissing

可以得到的新功能Highresolution,colorLCDforviewingmultipleparametersandmultiplephasessimultaneously.

高分辨率、彩色LCD，可以同时观察多个参数和多个相信号。SelectfromIndustryStandardcolorcodingorChooseyourown.Letsyoueasilycorrelateconnectionsandreadings

可以选择工业标准的色标，或自己选择颜色。可以方便地正确连接和度数。GetAnswers–Fast!

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

快速刷新、高分辨率的示波器显示全部三个相信号和零线信号的电压和电流波形。Toggletophasordisplayatanytimeforaquickcheckofphasesequence.

在任何时候都可以切换到矢量显示，快速检查相序。DetailedDi