测试人员：xxx
报告撰写：xxx
批 准：xxx
单 位：xxx
2013年3月
目 次
1 测试概况
xxx有两台UPS电源，主要用于给BCS医疗系统供电。该UPS由泰高系统有限公司提供，型号为：RSOAVR 60KVA/380V 在线式，每个电源柜中装载29块（阳光）电池，使用至今电池未发现漏液现象。
近期以来，晚上开启日用灯后，该UPS电源柜偶尔会发生异常报警（三声报警，无信息提示），具体原因不详。为了分析该报警是否与谐波污染有关系，该公司拟对UPS电源380V母线及出线的谐波水平进行测试。
应xxx公司要求，2016年xx月xx日至xx月xx日，xxxxxx有限公司对xxxx有限公司两台UPS供电设备出口母线进行了一次谐波测试。
2 测试依据
该项测试依据GB/T14549-93电能质量 公用电网谐波国家标准进行。
GB/T14549-93各级电压等级谐波限值规定如下表1, 公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流允许值见表2。
表1：公用电网谐波电压（相电压）限值
| 电网标称电压kV | 电压总谐波畸变率 % | 各次谐波电压含有率，％ | |
| 奇次 | 偶次 | ||
表2:注入公共连接点的谐波电流允许值
标准
电压
| KV | 基准短路容量MVA | 谐波次数及谐波电流允许值,A | |||||||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | ||
| 10 | 78 | 62 | 39 | 62 | 26 | 44 | 19 | 21 | 16 | 28 | 13 | 24 | |
标准
电压
| KV | 基准短路容量MVA | 谐波次数及谐波电流允许值,A | |||||||||||
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | ||
| 10 | 11 | 12 | 18 | 16 | 14 | 12 | |||||||
式中∶：公共连接点的最小短路容量,MVA；
：基准短路容量,MVA；
：表2中的第h次谐波电流允许值,A；
：短路容量为Sk1时的第h次谐波电流允许值,A。
按国标附录C的要求,在公共连接点处第i个用户的第h次谐波电流允许值按下式进行换算：
式中∶：附录B换算的第h次谐波电流允许值,A；
：第i个用户的用电协议容量,MVA；
：公共连接点的供电设备容量,MVA；
：相位叠加系数，按表3取值。
表3: 相位叠加系数
| 谐波次数 | 3 | 5 | 7 | 11 | 13 | 9偶次 |
| 2 |
本次测试采用xxxx有限公司生产的PQAny316便携式电能质量测试仪进行测试。设备参数如下表：
表4: 设备参数表
| 指 标 | 参 数 | ||
| 电压测量回路 | 通道数量 | 3 | |
| 额定电压 | (相电压) | ||
| 量程 | 5~250V(相电压) | ||
| 输入阻抗 | 2MΩ | ||
| 通道功耗 | @100V | ||
| 过载能力 | 250V连续，1kV持续1秒 | ||
| 最大工作电压 | CAT III 1000V | ||
| 电流测量回路 | 通道数量 | 3 | |
| 量程 | ～6A（标配电流钳） | ||
| 过载能力 | 2倍额定电流连续, 50A持续1秒 | ||
| 最大导线直径 | 8mm | ||
| 最大工作电压 | CAT II 600V | ||
| 其它 | 可选配非标电流钳达到 ~3000A量程 | ||
| 测量范围及精度 | 电压偏差 | ≤% | |
| 频率 | 精度 | ≤ | |
| 范围 | 40~65Hz@基波 | ||
| 谐波 | 精度 | A级 | |
| 范围 | 电压含有率0~30% | ||
| 次数 | 50 | ||
| 采样窗宽度 | 10周波 | ||
| 三相不平衡度 | ≤% | ||
| Pst | 精度 | ≤5% | |
| 范围 | 0~20 | ||
| 相角 | ≤°@50Hz；×n°@谐波 | ||
| 暂态 | 幅值精度 | ≤% | |
| 幅值范围 | 0～250V | ||
| 时间精度 | ≤1ms | ||
| 时间范围 | ≤60s | ||
| 工作电源 | 电源适配器 | 输入：AC 90~2V / DC 127~370V输出：DC 12V / 3A | |
| 电池 | V 锂电池组，使用时间4小时 | ||
| 续航时间 | >4小时 | ||
| 充电时间 | ≤3小时 | ||
| 设备功耗 | <7VA | ||
| 项目 | 指 标 | 参 数 | |
| 工作环境 | 工作温度 | -20°C ～ +45°C | |
| 存储温度 | -20°C ～ + 60°C | ||
| 相对湿度 | 5% ~ 95% @ 35℃ , 无凝露 | ||
| 电磁兼容 | 静电放电抗扰度 | GB/T 4级 | |
| 射频电磁场辐射抗扰度 | GB/T 3级 | ||
| 电快速瞬变脉冲群抗扰度 | GB/T 4级 | ||
| 浪涌（冲击）抗扰度 | GB/T 4级 | ||
| 阻尼振荡波抗干扰度 | GB/T 3级 | ||
| MTBF平均故障间隔时间 | 500,000小时 | ||
| 安全性能 | 符合GB/T 19862—2005电能质量监测设备通用要求 | ||
| 机械特性 | 外壳材料 | PC+ABS、硅胶 | |
| 外观尺寸(mm) | 270×160×100 (宽×高×深) | ||
| 重量 | |||
| LCD | 480×272 TFT | ||
| 键盘 | 硅胶 | ||
| 采样分辨率 | 16位（6通道同时） | ||
| 采样频率 | （50Hz） | ||
| 存储容量 | 1G | ||
本次测试主要以谐波干扰为主，包括2～50次谐波范围。同时兼顾电压偏差、三相不平衡度、闪变等其他电能质量指标。
5 测试现场接线图
本期测试同时对两台UPS供电设备出线进行连续3天的测试，测试点为：
●控便综合楼UPS电源3AA16出线 型号：K330UPS2-1（54KW）
●控便综合楼UPS电源4AA12 出线 型号：K330UPS3-2（54KW）
现场接线图如下：（因对方要求，未对电流回路进行测试）
图1：现场接线示意图
6 . 4AA12出线测试结果及其分析
4AA12出线电压水平
出线电压有效值
表5：电压幅值测试结果（单位：kV）
| 项目名称 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 |
| A相电压总有效值 | ||||
| B相电压总有效值 | ||||
| C相电压总有效值 |
表6：电压偏差测试结果（单位：％）
| 项目 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次数 | 合格率 | 结论 |
| A相电压正偏差 | 7 | 43 | 合格 | |||||
| B相电压正偏差 | 7 | 39 | 合格 | |||||
| C相电压正偏差 | 7 | 43 | 合格 |
测试期间，三相电压变化趋势图如下图所示（注释：由于其他两项电压有效值变化曲线与A相电压相同，故在此不显示视图）：
图2：电压有效值变化曲线
分析结论
根据国家标准，380V电压范围应该在±7％范围内，分析上述数据，可得出下述结论：
1）尽管UPS电源供电电压95％概率大值不超过±7％的国家标准；但是，总体输出电压较高；
2）A、B、C三相最大输出电压均超过国家标准7％，在此期间，电气设备将承受过高的运行电压，危机设备安全运行。
电压总畸变率
表7：电压总畸变率测试结果（单位：%）
| 项目 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次 | 合格率 | 结论 |
| A相电压总畸变率 | 5 | 18 | 合格 | |||||
| B相电压总畸变率 | 5 | 18 | 合格 | |||||
| C相电压总畸变率 | 5 | 2 | 合格 |
图3： A相谐波电压含有率
图4： B相谐波电压含有率
图5： C相谐波电压含有率
根据国标GB/T14549-93的要求，级电网公共连接点电压（相电压）总谐波畸变率限值为5%，奇次谐波含有率4％，偶次谐波含有率2％，尽管上述测试数据均为超过国家标准，但：
1）出现了较高的高次谐波，例如23、25、29、31、35、37、47、49次谐波；
2）目前，对于25次以上谐波国家虽尚无标准，但如此高的高次谐波对设备的安全运行将产生较大影响。
电压不平衡度
表8：电压不平衡度测试结果
| 项目 | 单位 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次 | 合格率 | 结论 |
| 电压不平衡度 | % | 0 | 2 | 2 | 合格 |
电压闪变
表9：电压闪变测试结果
| 项目 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次 | 合格率 | 结论 |
| A相短时闪变 | 1 | 1 | 合格 | |||||
| B相短时闪变 | 1 | 0 | 100 | 合格 | ||||
| C相短时闪变 | 1 | 0 | 100 | 合格 | ||||
| A相长时闪变 | 1 | 1 | 合格 | |||||
| B相长时闪变 | 1 | 1 | 合格 | |||||
| C相长时闪变 | 1 | 1 | 合格 |
3AA16出线电压水平
出线电压有效值
表10：电压幅值测试结果（单位：kV）
| 项目名称 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 |
| A相电压总有效值 | ||||
| B相电压总有效值 | ||||
| C相电压总有效值 |
表11：电压偏差测试结果（单位：%）
| 项目 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次 | 合格率 | 结论 |
| A相电压正偏差 | 7 | 0 | 100 | 合格 | ||||
| B相电压正偏差 | 7 | 0 | 100 | 合格 | ||||
| C相电压正偏差 | 7 | 0 | 100 | 合格 |
测试期间，三相电压变化趋势图如下图所示（注释：由于其他两项电压有效值变化曲线与A相电压相同，故在此不显示视图）：
图6：电压有效值变化曲线
分析结论
根据国家标准，380V电压范围应该在±7％范围内，分析上述数据，可得出下述结论：
1) 尽管UPS电源供电电压95％概率大值不超过±7％的国家标准；但是，总体输出电压还是偏高；
2) A、B、C三相最大输出电压虽未超过国家标准7％，但明显都接近于限值7.
电压总畸变率
表12：电压总畸变率测试结果（单位：%）
| 项目 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次 | 合格率 | 结论 |
| A相电压总畸变率 | 5 | 0 | 合格 | |||||
| B相电压总畸变率 | 5 | 1 | 合格 | |||||
| C相电压总畸变率 | 5 | 0 | 合格 |
图7：A相谐波电压含有率
图8：B相谐波电压含有率
图9： C相谐波电压含有率
根据国标GB/T14549-93的要求，级电网公共连接点电压（相电压）总谐波畸变率限值为5%，奇次谐波含有率4％，偶次谐波含有率2％，尽管上述测试数据均为超过国家标准，但：
1） 出现了较高的高次谐波，例如23、25、29、31、35、37、47、49次谐波；
2） 目前，对于25次以上谐波国家虽尚无标准，但如此高的高次谐波对设备的安全运行将产生较大影响。
电压不平衡度
表13：电压不平衡度测试结果
| 项目 | 单位 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次 | 合格率 | 结论 |
| 电压不平衡度 | % | 2 | 1 | 合格 |
表14：电压闪变测试结果
| 项目 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 95%概率值 | 超限值 | 超限次 | 合格率 | 结论 |
| A相短时闪变 | 0 | 0 | 100 | 合格 | ||||
| B相短时闪变 | 0 | 0 | 100 | 合格 | ||||
| C相短时闪变 | 0 | 0 | 100 | 合格 |
通过本次监测，可得出如下结论：
1）两路UPS供电电源电压95％概率大值不超过±7％的国家标准；
2）两路UPS供电电源总体输出电压偏高；95%概率大值接近国家标准7%；
3）两路UPS供电电源电压总谐波畸变率95%概率大值均不超过5%的国家标准，奇次谐波含有率95%概率大值均不超过4％国家标准，偶次谐波含有率95%概率大值也不超过2％的国家标准，；
4）但是，输出电压出现了较高的高次谐波，例如23、25、29、31、35、37、47、49次谐波；尽管目前对于25次以上谐波国家尚无标准，但如此高的高次谐波对设备的安全运行将产生较大影响。
5）建议：采取措施抑制23、25、29、31、35、37、47、49等高次谐波。下载本文
