某电机试验台变频功率测试系统招标文件技术要求

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发布时间：2014/8/8 20:56:57
作者：银河电气

　　变频功率测试系统是变频电机试验台的核心部件，直接影响变频电机试验台试验结果的科学性、正确性和准确性，本文以某变频电机试验台变频功率测试系统招标文件为例，对变频功率测试系统必须满足的技术指标进行全面剖析，旨在帮助广大用户通过科学编制变频功率测试系统招标文件技术要求，规避技术风险，选购正确的变频功率测试系统，确保变频电机试验台的成功建设。

一. 变频电机试验台基本要求

1.1.满足不同电量测试需要

　　本项目既有工频全压启动及运转试验，也有变频器驱动试验。

　　对于工频全压启动及运转试验，涉及电量为谐波含量较低的正弦波，测量时可不区分有效值及基波有效值。

　　对于变频器驱动试验，变频器输出电压含有丰富的谐波，而对核泵电机扭矩有贡献的主要是基波，因此，除了有效值测量之外，还需准确测量基波有效值。

　　为了了解变频器输出波形质量，包括工频下变频器驱动和电网驱动性能的对比，应能对变频器输出电压、电流信号进行谐波分析。

　　注：变频器故障状态下可能输出较大的直流分量，对电机有较大的损害，并且影响试验结果的准确性。因此，系统所配的电压、电流传感器应能测量直流分量。不得采用电磁式互感器和罗氏线圈等传感器。

1.2.系统误差要求

　　仪表与传感器配套后，系统精度受带宽匹配、量程匹配、传输线路、电磁干扰等的影响，最终的系统精度不能通过简单的方和根或算术叠加运算获取。应以所有相关部件构成完整系统经实际校准的到的精度指标作为系统精度指标。

　　应有合适的电磁兼容措施，不允许对校准后的系统在现场采取增加屏蔽、滤波等措施提高电磁兼容性，因为这些措施很有可能改变测量结果，影响系统精度。

　　GB/T 11150—2001指出：所有仪表和测量装置的误差都必须进行实际测量，未经测量，仅是以其它测量中计算出来的和引用电压、电流和功率因数组合的误差，不能作为评价装置基本误差的依据。

　　当采用数字量输出的变送器时，由纯数字信号传输、负载匹配及量程匹配等引起的误差被排除。在此情况下，只要计算精度选择恰当，仪表因是数字值的纯计算而不会增加任何误差。在仪表中，受温度或者长期漂移影响的可能性也被全部消除。

　　IEC60044-8指出：将被测参量转变为数字量参数更为合理，原因在于对传统模拟量输出变送器的模拟量输出要求是基于有局限的常规技术，并非依据使用被测参量信息的设备的实际需要。

1.3.安全测试要求

　　测试系统所用传感器或传感器结合配套的电气隔离装置的原副边隔离电压不低于9kV。

1.4.电压、电流的准确限值范围

　　为满足不同试验工况下测试系统的测试精度，测试系统应能在较宽的动态范围内保证测试精度。电压的准确限值范围为20V～4000V，高速绕组的电流准确限值范围为6A～1200A，低速绕组的电流准确限值范围为3A～600A，准确限值范围之内，电压、电流的相对误差不大于±0.2%。

1.5.频率准确限值范围

　　谐波模式测量（基波有效值测量）范围需覆盖0.1Hz～400Hz，低频段能够稳定读数，且电压、电流相对误差不低于0.2%。

　　注：交流电参量测试不按照整周期进行运算时，当信号频率较高，而更新时间较长时，由于平均效应，可以获得较稳定的读数。当信号频率较低时，若需要兼顾数据更新速度时，无法采用平均功能，会造成读数较大幅度的波动，影响测量精度。

1.6.功率因数准确限值范围

　　功率因数在0.2～1范围内，1.2.4～1.2.5所限制的范围内，功率测量相对误差不低于0.5%。

1.7.带宽要求

　　按照《GB/T22670-2008变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》的要求，考虑到谐波产生损耗的作用，对于多电平变频器，带宽应大于最高基波频率的10倍。对于两电平变频器，带宽应大于开关频率的6倍。综合考虑，电压带宽不低于50kHz，电流带宽应不低于20kHz。

1.8.满足动态测试需要

　　电压、电流可在宽动态范围内进行不间断测量，若需要量程转换，转换过程中不得停止采样及输出。

　　注：当仪表或外部传感器采用开关换挡时，换挡瞬间测量数据丢失或错误将造成动态过程捕获错误。

1.9.数据更新速率的要求

　　为满足电机全压启动试验相关电参量曲线记录的需要，测试系统上传至上位机的测量结果的最高数据更新速率不低于20ms （可实现单周期有效值运算及单个整周期FFT）。

　　注：当仪表或系统不能进行单周期运算（有效值）时，测量得到的启动电流的最大值（有效值）会明显偏小。

1.10.谐波测试要求

　　测试系统要求能够分析0~99次谐波，并提供THD、THF、HVF、HCF等谐波特征值。

1.11.同步测试要求

　　试验过程中的所有关联参量的采集需采取必要的技术手段保障同步性。变频功率测试系统应能提供与其它电参量或非电参量测试仪表及系统同步测试的接口，如：具备采用时钟输出接口或采样数据包含时基信息或两者兼而有之。

1.12.二次开发接口

　　测试系统应具备一种或以上开放、透明的高速数据通讯接口，方便与试验上位机系统通讯，并方便进行二次开发。

二、变频电机试验台技术指标

项目	指标	条件
采样频率	200kHz
		基波频率：DC，0.1Hz～400Hz
电压测量精度	读数的0.2%	基波幅值：20V～4000V
		基波频率：DC，0.1Hz～400Hz
电流测量精度	读数的0.2%	基波幅值：6A～1200A(3A～600A)
		基波频率：DC，0.1Hz～400Hz
功率测量精度	读数的0.5%	功率因数：0.2～1
角差	5′×f/50Hz	0.1Hz～400Hz
频率测量精度	读数的0.1%	0.1Hz～400Hz
传感器原副边隔离电压	9kV	50Hz/1min