系统阻抗模拟装置

一． 系统阻抗模拟装置的研发背景：谐波/闪烁测量的意义
我们大家都知道供电电网始终保持稳定至关重要，而我们使用的各种电子电气设备并非都是线性的（纯阻性的），更多的是非线性的即带有感性和容性的，由于非线性负载会引起无功电流，从而影响电网的稳定性。因此电网需要始终保持足够的电能，使电网即便在最差的条件下（影响发电效率）也能够保持供电的稳定性。 在极端条件下，当电网的功率因数环境较差时，可能会发生跳闸事故，造成当地停电，甚至波及整个电网。之所以会出现这些问题，是因为交流输电线的阻抗是有限的，不同接线类型的阻抗也不同。这就要求我们使用的电子电气设备必须符合所在电网的要求，以避免以上事故的发生。
    那么什么是“闪烁”（也称“闪变”）呢？举个简单的例子我们大家都遇见过由于电网电压的短时间波动导致照明灯的亮度发生变化，使其光线发生闪烁，就像蜡烛被风吹动变得摇曳不定一样。这种电压波动现象实际上就是电压重复性的骤降或骤升，其产生的原因在于本地配电电网中多种负载之间的交互――其中破坏性最大的当属电弧炉、电焊机、电机大型感性负载。此类负载会吸收相当大的开启电流，或者在正常工作时会产生相当大的波动电流，从而当峰值电流通过电网时造成短时间的电压骤降，该峰值电流会给当地造成电压波动，与谐波污染造成的影响不同，闪烁能够被用户直接察觉到。一般而言，如果该压降为静态的，则产生的影响不会太大。但是，像激光复印机和打印机等能耗变化较快的常用设备，则比较容易引起闪烁。这些现象都会对电网造成污染，同时影响其它用电设备，严重时可造成跳闸或其它用电设备的损坏。因此必须加以限制。
    那么什么又是“谐波”呢？交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。常见非线性负载如开关电源、整流器、变频器、逆变器、电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备。在这些设备集中使用的地区，如工厂车间、公寓大厦、居民小区、写字楼、酒店商厦等，谐波污染相当严重，电源质量明显下降。特别是三次谐波会产生特别高的中线电流，甚至会超过相电流值，因此造成电器设备寿命大为减短，电网过热，甚至可能引起火灾。谐波还可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。因此也必须加以限制。

二．系统阻抗模拟装置的产品介绍
1. 产品用途和说明
群菱公司是中国唯一生产大功率太阳电池方阵测试仪、大功率逆变器孤岛防护测量专用精密负载等产品的专业厂家，拥有雄厚的技术开发能力和良好的售后服务。根据EN/IEC61000-3-3和IEC60725标准，EN/IEC61000-3-11标准，对公用低压供电系统产生的电压波动和闪烁进行限制，及GB/T17626.14-2005关于电压波动和闪烁抗扰度的实验要求，群菱公司于2011年推出最新开发研制的ACLT-6075系统阻抗网络模拟装置，用于受试设备的电压变化、电压波动和闪烁的评定。ACLT-6075系统阻抗网络模拟装置主要用于连接到公共低压供电系统，且有规定连接条件的电气和电子设备进行谐波/闪烁分析时，提供符合电磁兼容性(EMC) IEC 61000部分中EN 61000-3-3 和EN 61000-3-11所要求的Zref 阻抗值。同时提供对被测电气和电子设备进行数据的采集、分析和数据传输，保证测试条件的完整。
ACLT-6075 系统阻抗网络模拟装置前置LED面板实时显示正在输出的阻抗，可通过安装有专用软件的微机远程操作控制。ACLT-6075系统阻抗网络模拟装置和安装有专用软件的微机配合使用，可以进行单相或三相被测设备的谐波和闪烁测量。
ACLT-6075系统阻抗网络模拟装置，提供符合EN/IEC61000-3和EN/IEC61000-3-11标准要求的两种不同的阻抗值。其中Zref阻抗值能提供EN/IEC61000-3-3和IEC60725标准对阻抗测量所要求的阻抗值，Ztest阻抗值能提供对需要连接到供电电流大于100A的公共低压配电系统上额定电流大于16A的被测设备进行测试所需要的阻抗值。
对于EN/IEC61000-3-3和IEC60725标准对三相被测设备测试的要求，能够提供：相线阻抗为0.24ohm+j0.15ohm，零线阻抗为0.16ohm+j0.10ohm，非饱和空气线圈电感值可手动调节。
对于EN/IEC61000-3-11标准对三相被测设备测试的要求，能够提供：Zref，相线阻抗为0.24ohm+j0.15ohm，零线阻抗为0.16ohm+j0.10ohm；Ztest，相线阻抗为0.15ohm+j0.15ohm，零线阻抗为0.10ohm+j0.10ohm，非饱和空气线圈电感值可手动调节。具体试验图示参见下图。

EUT  受试设备
M  测量设备
G  符合IEC 61000-3-3的6.3要求的电压源
S  由电源电压发生器G和参考阻抗Z组成的供电电源,，其中Z包含：RA、RN和XA、XN，这些元件包含实际的发生器阻抗。

对于Zref的试验：
RA=0.24Ω  XA=j0.15Ω  50HZ
RN=0.16Ω  XN=j0.10Ω  50HZ

对于Ztest的试验
RA=0.15Ω  XA=j0.15Ω
RN=0.10Ω  XN=j0.10Ω 

依据GB/T17626.14-2005关于电压波动和闪烁抗扰度实验的等级要求，如下图二，受试设备的波动和闪烁抗扰度试验应至少满足GB/T17626.14-2005试验等级2的要求。
 
图二
注：Un是标称电压。
电压阶跃幅值按下列要求选择：
等级1：不需要试验。
等级2：△U=8%Un，连接到公用网络或其他轻骚扰网络的设备，该试验等级适用于第2类环境。
等级3：△U=12%Un，连接到重骚扰网络的设备（即工业网络），该试验等级适用于第3类环境。
对于其试验结果的评定，应符合GB/T17626.14-2005中a类要求，即在制造商、委托方或购买方规定的限值内性能正常。由制造商提出的技术规范可以规定对EUT产生的某些影响是不重要的，因而是可接受的试验效应。

2.  产品特点：
1） 产品满足IEC/EN 61000-3-3及IEC61000-3-11标准的试验测试要求。
2） 产品内置关键阻性元件与感性元件，性能稳定，满足长时间测量并保证精度。
3） 输入、输出接线端口形式丰富，可适用于多种连接方式，使连接操作简单可靠。
4） 控制方式共有三种“使用RS485或RS232传输线”、“使用专用控制线缆”、“手动操作”。
5） 测试协议选择转换灵活，测试中可在线随时进行，均不会对设备产生损坏，有“EN 61000-3-3、EN 61000-3-11、直通”三种状态
6） 采用专业测量仪表、功能多，设置灵活度高。可同时进行“单相或三相真有效值电压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率，谐波测量、电压电流不平衡度”等参数，可进行多种参数的分析。
7） 噪音低，适用于室内工作。外观尺寸：750mm*600mm*1790mm长宽高。
8） 功率余量大，电流短时最大可达160A。

三． ACLT-6075 系统阻抗模拟装置的产品外观图
   
四、参考测试标准
1. GB17625.3-2000 电磁兼容 限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制
2. GB17625.2-2007电磁兼容+限值+对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化
3. IEC61000-3-3:2005电磁兼容限值对每相额定电流≤16电压波动和闪烁的限制
4. IEC61000-3-11:2000电磁兼容性(EMC)--第3-11部分:极限--在公共低压供电系统的电压变化,电压波动和闪变限度--额定电流小于等于75A和受辅助设连接支配设备

系统阻抗模拟装置