智能电表是智能电网(特别是智能配电网)数据采集的基本设备之一,承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务,是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外,也能实时监测电能质量和供电状况,从而及时、准确地响应用户投诉,并提前采取措施预防电能质量问题的发生,其中间谐波检测是很重要的一环。
图一 智能电表
什么是间谐波
交流非正弦信号可以分解为不同频率的正弦分量的线性组合。当正弦波分量的频率与原交流信号的频率相同时,称为基波;当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的整数倍时,称为谐波;当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的非整数倍时,称为分数谐波,也称分数次谐波或间谐波。
特 点
间谐波源的特点是放大电压闪变和干扰,影响电视机画面,造成感应电动机振动及异常。对于由电容、电感和电阻构成的无源滤波器电路,间谐波可能会被放大,严重时会使滤波器因谐波过载而不能正常运行,甚至造成损坏,所以公用电网中对于允许的间谐波含量进行了限制,而智能电表需要能准确地检测间谐波。国标GB/T 24337-2009《电能质量 公用电网间谐波》规定了 公用电网中的间谐波电压允许限值及测量方法。智能电表要能够完成国标要求的测试,在研发及生产中需要能够模拟出相应含有间谐波的电网供电环境。
图二 间谐波示例
案例应用
实际案例:IT7900电网间谐波模拟公用电网间谐波标准
待测物:电表
测试要求:国标GB/T 24337-2009《电能质量 公用电网间谐波》
测试方法:使用IT7900电网模拟器间谐波模拟功能。编辑电网220V,50Hz基波,按照法规填入各次间谐波以及间谐波含量。输出之后通过电表采样芯片计算出实际间谐波含量。
图三 间谐波模拟功能
图四 公用电网间谐波标准
另外除了非整数次谐波以外,IT7900系列电网模拟器还可以编辑奇次偶次等整数次谐波,最高可50次,可以满足各类用电器件的电网模拟测试标准。
图五 IT7900谐波模拟功能
IT7900系列电网模拟器产品代表了新一代的可编程,全四象限电网模拟器,同时还可作为四象限功率放大器,适用于各类并网产品的测试。例如PCS,储能系统,微电网,BOBC(V2X)以及电力相关硬体回路模拟(PHiL)等等。采用碳化硅(SiC)技术,提供专业的孤岛测试模式,用户可设定R,L,C及有功,无功功率参数,模拟电网非线性负载,实现防孤岛效应保护认证测试。IT7900系列电网模拟器具备能量回收功能,提供100%电流吸收能力,并经由设备回馈到电网,节省了用电和散热成本。
IT7900系列电网模拟器采用高功率密度设计,在3U的体积内功率可达15kVA,电压可达350V L-N。通过主从并机,可轻松扩展功率至960kVA。丰富的操作模式满足用户单相,三相,反相及多通道测试需求,反相模式下电压可扩展至200%额定电压。强大的任意波形编辑功能可模拟各种电网扰动波形,是测试和研发实验室的理想选择。