一. 概述

　　在電氣測(cè)量領(lǐng)域，功率分析儀是必不可少的基礎(chǔ)設(shè)備，但由于國(guó)外品牌起步較早，加上國(guó)人對(duì)功率分析儀普遍缺乏認(rèn)知能力，進(jìn)口功率分析儀占據(jù)了主要的市場(chǎng)份額，國(guó)產(chǎn)功率分析儀品牌寥寥無幾。
　　這對(duì)稍有民族榮譽(yù)感的中國(guó)人來說，都覺得是一種恥辱：以中國(guó)如此雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力及人數(shù)眾多的技術(shù)人才，為何不能研發(fā)出屬于自己的功率分析儀？

二. 打造國(guó)產(chǎn)分析儀品牌

　　湖南銀河電氣有限公司以民族榮譽(yù)為公司使命，以“為用戶提供值得信賴的數(shù)據(jù)“為公司責(zé)任，并經(jīng)過多年的潛心研究及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量經(jīng)驗(yàn)積累，推出新型的寬頻帶高精度國(guó)產(chǎn)功率分析儀——WP4000變頻功率分析儀。
　　該功率分析儀具有寬頻率范圍、寬幅值范圍、寬量程范圍、前端數(shù)字化、測(cè)量精度高等特點(diǎn)，彌補(bǔ)了進(jìn)口功率分析儀在實(shí)際使用中不能解決的難題（如低功率因數(shù)下的功率測(cè)量問題，變頻電量的測(cè)量問題等等）。湖南銀河電氣有限公司擁有WP4000變頻功率測(cè)試系統(tǒng)的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，WP4000變頻功率分析儀的大部分器件也為國(guó)產(chǎn)器件。

　　作為國(guó)產(chǎn)功率分析儀的第一品牌，WP4000變頻功率分析儀先后獲得了湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院、國(guó)家高電壓計(jì)量站、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院及德國(guó)聯(lián)邦物理研究院等權(quán)威機(jī)構(gòu)的計(jì)量校準(zhǔn)證書，使得WP4000變頻功率分析儀更加具有說服力。

　　然而，銀河電氣沒有因此而停止前進(jìn)的腳步，因?yàn)樵趪?guó)內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn)比對(duì)過程中，銀河電氣的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的校準(zhǔn)能力并不能真正展現(xiàn)WP4000變頻功率分析儀應(yīng)有的性能。為此，銀河電氣聯(lián)合國(guó)防科技大學(xué)和湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院，在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院和武漢高電壓計(jì)量站專家領(lǐng)導(dǎo)的支持下，經(jīng)過多年的努力，終于于2012年研制成功國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際上輸出電壓最高、輸出電流最大、頻率范圍最寬、負(fù)載能力最強(qiáng)的，適合變頻功率分析儀校準(zhǔn)檢定用的ATITAN變頻功率標(biāo)準(zhǔn)源，在中國(guó)計(jì)量院專家的驗(yàn)證和認(rèn)可下，成為了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)變頻功率國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)。而該基準(zhǔn)的測(cè)量單元就是采用特殊定制的WP4000變頻功率分析儀。

圖1 國(guó)產(chǎn)功率分析儀——WP4000變頻功率分析儀

三.WP4000變頻功率分析儀

四. WP4000變頻功率分析儀特點(diǎn)

1. 前端數(shù)字化技術(shù)

　　為了響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能減排“的號(hào)召，變頻調(diào)制電源已經(jīng)被普遍引入，由于IGBT開關(guān)的頻繁通斷，導(dǎo)致變頻器在調(diào)制過程中會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，不僅對(duì)負(fù)載、電網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生影響，也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面作用。現(xiàn)場(chǎng)如此復(fù)雜的電磁環(huán)境下，要保證高精度的測(cè)量，這對(duì)電測(cè)量設(shè)備的電磁兼容性及抗干擾能力提出了苛刻的要求，部分測(cè)量設(shè)備甚至無法正常工作。 
　　前端數(shù)字化是湖南銀河電氣有限公司為解決復(fù)雜電磁環(huán)境下高精度測(cè)量而提出的、符合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展思路的、可有效提高電子電器產(chǎn)品電磁兼容性的創(chuàng)新理念，即在測(cè)量前端將被測(cè)信號(hào)數(shù)字化，數(shù)字信號(hào)通過光纖傳輸至功率分析儀，有效的避免了線路傳輸環(huán)節(jié)引入的干擾及線路傳輸損耗，保證了復(fù)雜電磁環(huán)境下功率分析儀的高精度測(cè)量。

2. 超強(qiáng)運(yùn)算能力

　　WP4000變頻功率分析儀采用高性能的雙核嵌入式CPU模塊，內(nèi)存容量不低于2G，強(qiáng)大的運(yùn)算能力和大容量的存儲(chǔ)能力，使得WP4000功率分析儀在某些特殊試驗(yàn)條件下：如最低基波頻率為0.1Hz的情況，PWM的寬頻帶和低基頻導(dǎo)致傅里葉窗口數(shù)據(jù)長(zhǎng)度超長(zhǎng)，這對(duì)于分析儀的存儲(chǔ)容量及運(yùn)算速度要求都特別高，而WP4000變頻功率分析儀也能輕松應(yīng)付。

3. 寬幅值范圍

　　在實(shí)際情況中，試驗(yàn)項(xiàng)目不同，所需要測(cè)量的電壓、電流范圍不同，如果要保證所有測(cè)量范圍內(nèi)的測(cè)量精度，以往一般采用互感器外部換擋的方式來實(shí)現(xiàn)，但是外部換擋一般需要多個(gè)開關(guān)通過人工操作去切換，操作繁瑣且易出錯(cuò)，另大電流開關(guān)價(jià)格昂貴（特別是用于變頻電量的開關(guān)），系統(tǒng)架設(shè)復(fù)雜。
　　WP4000變頻功率分析儀的功率單元分別設(shè)置了8個(gè)檔位，每個(gè)檔位只測(cè)量1/2量程范圍內(nèi)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了200倍動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的高準(zhǔn)確度測(cè)量。采用先進(jìn)的無縫自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換技術(shù)，無需人工切換，無需大電流開關(guān)，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)測(cè)量信號(hào)選擇合適的檔位，且檔位切換時(shí)，數(shù)據(jù)部丟失，可滿足寬幅值范圍內(nèi)的全面動(dòng)態(tài)測(cè)量。

4. 寬頻率范圍

　　現(xiàn)在市面上的大多數(shù)功率分析儀，適用范圍中明示甚至是專業(yè)針對(duì)變頻電量測(cè)量，但是標(biāo)稱的準(zhǔn)確度指標(biāo)卻只能在工頻條件下能夠成立，非工頻下的測(cè)量準(zhǔn)確度要么低下，要么不明示，導(dǎo)致用戶采購(gòu)了標(biāo)稱精度很高的功率分析儀，測(cè)量結(jié)果與實(shí)際大相徑庭。
　　WP4000變頻功率分析儀有效帶寬高達(dá)100kHz，最高采樣頻率250kHz，基波頻率測(cè)試范圍DC，0.1Hz~400Hz，完全滿足變頻電機(jī)試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的最高帶寬要求，適應(yīng)任意場(chǎng)合下的直流、低頻、工頻、變頻等試驗(yàn)場(chǎng)合的電參數(shù)測(cè)試。

5. 寬相位范圍

　　普通的工頻電壓、電流互感器相位有明確標(biāo)識(shí)，其相位誤差可以通過電氣補(bǔ)償，可控制在較小的范圍，一般的功率分析儀未將傳感器的相位誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
　　國(guó)產(chǎn)功率分析儀——WP4000變頻功率分析儀采用三合一的方式進(jìn)行相位補(bǔ)償，且功率單元（SP系列變頻功率傳感器/DT系列數(shù)字變送器）具有極小的角差，實(shí)現(xiàn)了在0.05~1功率因數(shù)范圍內(nèi)的高準(zhǔn)確度測(cè)量，進(jìn)而提高寬相位范圍內(nèi)的功率測(cè)量精度。

五. 應(yīng)用前景

　　WP4000變頻功率分析儀以其各方面的優(yōu)勢(shì)，在變頻電量的測(cè)量領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。截止2011年低，WP4000變頻功率分析儀已為近十個(gè)國(guó)家級(jí)第三方檢定機(jī)構(gòu)提供能效計(jì)量檢定。

　　2013年6月，質(zhì)檢總局批復(fù)，由湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院和湖南銀河電氣有限公司共同籌建國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站。國(guó)家變頻電量測(cè)量?jī)x器計(jì)量站將于2014年7月完成國(guó)家驗(yàn)收，開展對(duì)外計(jì)量檢定服務(wù)，這將是國(guó)產(chǎn)功率分析儀的福音。屆時(shí)，國(guó)產(chǎn)功率分析儀將可以與進(jìn)口功率分析儀同臺(tái)競(jìng)技，公平競(jìng)爭(zhēng)，而對(duì)進(jìn)口功率分析儀的管理也將逐漸趨于規(guī)范。

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