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在電能計量、繼電保護、電力儀器生產等眾多領域,需要一個絕對精準、穩定且靈活可調的“理想電源”作為基準,來檢驗其他設備的準確性。三相程控標準功率源(簡稱“標準源”或“功率源”)正是這樣一個核心設備。理解其相關名詞,是掌握高精度電測技術的基礎。
三相程控標準功率源 (Three-Phase Programmable Standard Power Source)
定義拆解:
三相: 能同時輸出相位互差120度的三路交流電壓和電流,模擬真實的電力系統。
程控: 所有輸出參數(電壓、電流、頻率、相位、波形等)均可通過計算機程序或前面板進行精確控制和自動調節。
標準: 其輸出值的精度極高,誤差極小,通常優于0.05%或更高,可作為計量基準使用。
功率源: 它不僅提供信號,更能輸出一定的功率(電壓×電流),以驅動實際的負載(如電能表的電流線圈)。
核心價值: 它是電測行業的“基準尺”或“法官”,用于檢定、校準和測試各類電力儀表。
電壓/電流幅值 (Voltage/Current Amplitude)
定義: 輸出交流電壓和電流的有效值大小。標準源可精確設定輸出值,如57.7V, 100V, 220V, 5A等。
調節范圍: 寬范圍可調是標準源的基本能力,例如電壓(0-600V)、電流(0-120%額定值)。
頻率 (Frequency)
定義: 交流電每秒變化的周期數,工頻為50Hz或60Hz。
重要性: 標準源可在寬范圍內(如45Hz-65Hz甚至更寬)精確設定頻率,用于測試設備在不同頻率下的性能。
相位 (Phase)
相角: 每相電壓與電流之間的夾角,用于模擬不同的功率因數(COSΦ)。
相位對稱度: 三相電壓之間是否精確保持120度差,是衡量標準源性能的關鍵指標。
定義: 表示同一相或不同相之間電壓、電流波形的角度差。
關鍵參數:
功率因數 (Power Factor, PF)
定義: 有功功率與視在功率的比值,范圍從0到1。標準源通過精確控制電壓和電流的相位差來模擬容性(超前)和感性(滯后)負載。
諧波合成與閃變 (Harmonic Synthesis & Flicker)
諧波合成: 標準源能在基波上疊加多次諧波(如2-50次),并可單獨設定每次諧波的幅值和相位,用于測試電能質量分析儀或研究諧波對設備的影響。
閃變: 模擬電壓幅值按一定規律波動,用于檢定設備對電壓波動引起燈光閃爍的測量能力。
驟升/驟降與暫態 (Swell/Sag & Transient)
定義: 標準源可模擬電網中短暫的電壓升高(驟升)或降低(驟降),以及更快速的瞬態脈沖,用于測試繼電保護裝置、電源設備的抗干擾能力和動作特性。
功率放大器 (Power Amplifier)
定義: 標準源內部的核心模塊,負責將微弱的數字信號放大成能驅動負載的大功率信號。其線性度、帶寬和穩定性直接決定了標準源的輸出精度和帶載能力。
直接數字合成 (DDS, Direct Digital Synthesis)
定義: 一種先進的信號生成技術。通過數字方式產生波形,具有頻率分辨率極高、切換速度快、相位連續可控的優點,是現代高精度標準源的核心技術。
準確度/不確定度 (Accuracy/Uncertainty)
定義: 標準源輸出值的實際值與設定值之間的最大偏差。通常用百分比表示,如±0.05% of Reading(讀數值的±0.05%)。這個值越小,設備越精準。
穩定度 (Stability)
定義: 在規定時間內,輸出值保持穩定的能力。包括短期穩定度(如幾分鐘內)和長期穩定度(如幾小時至一年)。
失真度 (Total Harmonic Distortion, THD)
定義: 諧波分量有效值與基波有效值之比。標準源自身的輸出波形失真度極低(通常<0.1%),這樣才能保證在測試中,誤差來自于被檢設備而非標準源本身。
電能表檢定 (Energy Meter Verification)
定義: 使用標準源輸出精確的功率,對比被檢電能表的測量誤差,判斷其是否合格。這是標準源最經典的應用。
電測量變送器校準 (Transducer Calibration)
定義: 變送器將交流量(電壓、電流、功率)轉換為標準直流信號(如4-20mA)。標準源提供標準輸入,校準變送器的轉換精度。
繼電保護測試 (Relay Protection Testing)
定義: 通過模擬各種正常、故障(如短路)以及電網異常(如閃變、驟降)工況,檢驗繼電保護裝置是否能正確動作。
三相程控標準功率源是現代電測技術的基石。從最基本的電壓、電流、頻率、相位,到復雜的諧波、暫態模擬,每一個名詞都代表著一項精準的控制能力。掌握這些名詞,意味著您能深入理解如何利用這把“基準尺”去衡量和保證整個電力計量與控制系統的準確性與可靠性。