一變頻電量計量系統(tǒng)概述
質(zhì)量是企業(yè)生命，科技是第一生產(chǎn)力，科技要發(fā)展，計量需先行。計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動。提升國家變頻電量計量實力，提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，變頻電量量值溯源活動顯得尤為重要。
湖南銀河天濤科技有限公司是“國家變頻電量測試儀器計量站”的技術(shù)支撐單位，是JJF1558-2016《測量用變頻電量變送器校準規(guī)范》和JJF1559-2016《變頻電量分析儀校準規(guī)范》的起草單位。公司生產(chǎn)的ATITAN變頻功率標準源系列是高電壓、大電流、寬頻率的變頻電量計量裝置，可覆蓋0~10kV、0~1kA、1~1kHz、相位角0~359.99°范圍內(nèi)的變頻及工頻電量測量儀器/系統(tǒng)的校準、檢定需求，其基本準確度為0.05%、穩(wěn)定度為0.02%/3min。
變頻電量計量系統(tǒng)從功能上大體可以分為四大部分：變頻功率標準源、自動計量系統(tǒng)、自動化計量操作和被檢設(shè)系統(tǒng)；
變頻功率標準源別稱：標準源、三相功率標準源、程控標準源等；
變頻功率標準源分類：單相標準源、三相標準源、交流標準源和直流標準源等；
自動計量系統(tǒng)組成：100kHz六路采集系統(tǒng)、通訊轉(zhuǎn)換器、專用PC機和上位機軟件等；
自動化計量操作臺：時尚操作臺主體、航空座椅、打印機等。
圖1 變頻電量計量系統(tǒng)解決方案
二變頻功率標準源
01變頻功率標準源簡介
ATITAN變頻功率標準源是一款高電壓、大電流、寬頻率的變頻電量計量裝置，可精確產(chǎn)生標準電流、電壓、功率信號。
ATITAN變頻功率標準源的誕生及多項技術(shù)突破使我國率先建立起一整套較為完善的變頻電量量值溯源體系，在電磁計量領(lǐng)域具有劃時代的、里程碑式的重大意義。
圖2 變頻功率標準源工作原理
02變頻功率標準源特點
1)自動同步采集被檢設(shè)備及標準源輸出，自動比對、數(shù)據(jù)分析；
2)可設(shè)置自動計量及手動計量，計量結(jié)果及數(shù)據(jù)可保存及處理；
3)具有自動計量功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、自動形成測試報告，具有查詢管理及打印功能；
4)多點位自動計量，提供變頻電量計量效率；
5)由國家變頻電量測試儀器計量站出具權(quán)威的校準報告。
03變頻功率標準源主要參數(shù)
| 項目 | 技術(shù)指標 | 條件 |
| 通用技術(shù)指標 |
達到標稱精度預(yù)熱時間 使用環(huán)境溫度濕度 供電電壓 |
30min 16℃~30℃、80% AC220V±10% |
| 頻率技術(shù)指標 |
頻率準確度 頻率設(shè)置分辨率 |
10ppm 0.01Hz |
| 電壓、電流技術(shù)指標 |
輸出范圍 輸出容量 準確度 穩(wěn)定度 波形失真 電壓諧波最大數(shù)量 電流諧波最大數(shù)量 |
電壓通道：1%~100%fs 電流通道：1%~100%fs 電壓通道：<500VA 電流通道：<5kVA 0.05級 0.02%（3min） <0.5% 50次諧波以內(nèi) 50次諧波以內(nèi) |
| 功率技術(shù)指標 |
相角設(shè)置范圍 相角準確度 相角設(shè)置分辨率 功率準確度 |
-180°~+180° 0.02° 0.01° 0.1級（功率因數(shù)>0.8） |
04變頻功率標準源型號說明
| 電壓范圍（V） | 電流范圍（A） | 頻率范圍（Hz） | 準確度） | 穩(wěn)定度（3min） |
| 10~1000 | 1~100 | 40~65 | 0.05% | 0.02% |
| 50~5000 | 5~500 | 5~400 | ||
| 100~10000 | 10~1000 | 1~1000 | ||
|
命名方式說明：以AT103102-W為例說明ATITAN系列標準源的命名方式。 T—ATITAN系列標準源標識符 1、103—最大輸出電壓：10X103=10kV，ATITAN系列標準源提供10~1000V/50~5000V/100~10000V三種電壓范圍供選擇。 2、102—最大輸出電流：10X102=1000A，ATITAN系列標準源提供1~100/5-500/10~1000三種電流范圍供選擇。 3、W—表示寬頻類（1~1000Hz），后綴N—表示工頻類（40~65Hz），常規(guī)類不做標識（5~400Hz）。 |
||||
三自動計量系統(tǒng)
01自動計量系統(tǒng)組成及原理
自動化計量系統(tǒng)主要由三個部分組成：電流電壓探頭、數(shù)字變送器和上位機軟件。
電流電壓探頭用來監(jiān)測變頻功率標準源的輸出;電流電壓探頭的輸出和被檢設(shè)備的輸出均由數(shù)字變送器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號上傳給上位機。上位機控制變頻功率標準源輸出，并同時采集變頻功率標準源和被檢設(shè)備的輸出自動完成校準比對、數(shù)據(jù)分析，并形成校準報告，報告可查詢，可拷貝，方便管理。
02電流探頭
電流探頭的一般要求如下：
1)電流測量范圍10~1000A
2)最大允許誤差0.2%
3)帶寬1MHz以上
03電壓探頭
電壓探頭的一般要求如下：
1)電流測量范圍10~10000V
2)最大允許誤差0.2%
3)帶寬1MHz以上
04數(shù)字變送器
數(shù)字變送器的一般要求如下：
1)至少可以同步采集兩路信號，同步時間≦5uS
2)電流信號范圍:-6A~+6A，電壓信號范圍-100V~+100V
3)最大允許誤差0.05%
4)帶寬10MHz以上
05數(shù)據(jù)采集和處理
數(shù)據(jù)的采集和處理符合以下四條校準規(guī)范的要求：
JJF 1558-2016 《測量用變頻電量變送器校準規(guī)范》
JJF 1559-2016 《變頻電量分析儀校準規(guī)范》
JJG 780-1992 《交流數(shù)字功率表檢定規(guī)程》
JJG 126-1995 《交流電量變換為直流電量電工測量變送器檢定規(guī)程》
自動計量系統(tǒng)能根據(jù)被校對象(電機變頻測試系統(tǒng)、變頻功率分析儀、寬帶傳感器或數(shù)字表等)設(shè)置對應(yīng)的規(guī)程、規(guī)范和校準方法，能自動形成校準記錄和校準證書。
01上位機軟件
1)同步采集被試設(shè)備和標準源的輸出，并分析數(shù)據(jù)形成校準報告。具有數(shù)據(jù)存儲、管理及打印功能;
2)可根據(jù)被校對象(電機變頻測試系統(tǒng)、變頻功率分析儀、寬帶傳感器或數(shù)字表)設(shè)置選擇對應(yīng)的規(guī)程、規(guī)范和校準方法;
3)自動形成校準記錄和校準證。
圖3 實時波形
圖4 校準計量
四自動化操作臺
01時尚
自動化操作臺由專業(yè)公司設(shè)計，集成了當下流行元素，簡潔而不失大方。
01科技
自動化操作臺與變頻功率標準源只有少量的光纖連接，降低了線路敷設(shè)及維護成本，大大提高了變頻電量計量系統(tǒng)的電磁兼容性和試驗人員操作的安全性。
圖5 自動化操作臺
