Лента новостей RSSRSS КалькуляторыКалькуляторы Вопросы экспертуВопросы эксперту Перейти в видео разделВидео

ГОСТ 30804.4.7-2013

Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств

Предлагаем прочесть документ: Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств. Если у Вас есть информация, что документ «ГОСТ 30804.4.7-2013» не является актуальным, просим написать об этом в редакцию сайта.

Скрыть дополнительную информацию

Дата введения: 01.01.2014
Статус документа на 2016: Актуальный

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

Страница 20

Страница 21

Страница 22

Страница 23

Страница 24

Страница 25

Страница 26

Страница 27

Страница 28

Страница 29

Страница 30

Страница 31

Страница 32

Страница 33

Страница 34

Страница 35

Страница 36

Страница 37

Страница 38

Страница 39

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)

ГОСТ

30804.4.7 —

2013

(IEC

61000-4-7:2009)

Совместимость технических средств электромагнитная

ОБЩЕЕ РУКОВОДСТВО ПО СРЕДСТВАМ ИЗМЕРЕНИЙ И ИЗМЕРЕНИЯМ ГАРМОНИК И ИНТЕРГАРМОНИК ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ПОДКЛЮЧАЕМЫХ К НИМ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

(IEC 61000-4-7:2009, MOD)

Издание официальное

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом «Научно-испытательный центр «САМТЭС» и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 «Электромагнитная совместимость технических средств»

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстаидарт)

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 марта 2013 г. No 55-П)

За принятие стандарта проголосовали:

Кратов наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК |ИСО 3166) 004--97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

МО

Молдова-Стандарт

Россия

RU

Росстаидарт

Узбекистан

UZ

Узстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 июля 2013 г. No 429-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30804.4.7-2013 (IEC 61000-4-7:2009) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

5    Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту IEC 61000-4-7:2009 Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-7: Testing and measurement techniques — General guide on harmonics and interharmonics measurement and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto» (Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-7. Методы испытаний и измерений. Общее руководство по измерениям гармоник и интергармоник и измерительным приборам для систем электроснабжения и подключаемого к ним оборудования).

Международный стандарт IEC 61000-4-7:2009 разработан Подкомитетом 77А «Низкочастотные электромагнитные явления» Технического комитета 77МЭК «Электромагнитная совместимость». Стандарт IEC 61000-4-7:2009 заменяет собой второе издание стандарта IEC 61000-4-7:2002 и Изменение 1 стандарта IEC 61000-4-7:2002. опубликованное в 2008 г.. и является частью 4-7 серии стандартов IEC 61000.

Перевод с английского языка (еп).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5-2001 (подраздел 3.6).

Ссылки на международные стандарты, которые примяты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие межгосударственные стандарты.

Дополнительные фразы и слова, внесенные в текст стандарта для уточнения области распространения и объекта стандартизации, выделены полужирным курсивом.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия — модифицированная (MOD).

Стандарт разработан на основе применения ГОСТ Р 51317.4.7-2008 (МЭК 61000-4-7:2002)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ 30804.4.7-2013

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок—в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случав пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агвнства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ, 2013

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

III

ГОСТ 30804.4.7-2013

следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 Определения, относящиеся к частотному анализу сигналов с применением преобразования Фурье

В настоящем стандарте используется приведенная ниже форма ряда Фурье, учитывая относительную простоту измерений значений углов фазового сдвига

путем определения моментов перехода через нуль

/M^o + f^sin^coi'+Ф* j >

О)

с к = К ♦ Jak\ = -Jak+bk Yc*-W

(2)

Ф* = я + arctg •если <

где

К    д.    п    >0

Ф* =~2 , если 6* = о и а*

щ = 0 , если bk < е и ajc < е

= arctg если ь* > ° фА . если bk = Om ak< 0


при f. = 0,05 % f/nomH i: = 0,15 % /пот и при к = 0,15 % ^noniH f: = 0,5 % / соответственно см. таблицу 1

пот

(3)

о

Тн

Т\

Примечание - Установление в приведенном выше определении фазовых углов (р^ равными нулю для случаев, когда значения bk и ak представляют собой достаточно малые величины, означает для изготовителей СИ возможность исключить требование измерений углов фазового сдвига малых сигналов, учитывая, что фазовые измерения при сигналах крайне малых амплитуд могут привести к большим отклонениям результатов.

4

ГОСТ 30804.4.7-2013

В выражениях (1) — (3):

со | - угловая частота основной составляющей (со i = 2 nf дг j);

7j/ ~ длительно сть вр еменн ог о инт ерва ла измер ения (шир ина измерит ельно г о окна. В течение интервала измерения выполняется преобразование Фурье функции времени,

с0 - постоянная составляющая,

ск- амплитуда составляющей спектра с частотой /с. *= Qc IN) /д ь

Y с. к~ среднеквадратичное значение составляющей спектра с к,

f и, 1 - основная частота сист емы электр оснабжения,

к - порядковый номер (порядок) спектральной составляющей, относящийся к разрешению по частоте (/сд = 1 / Ты).

N - число периодов основной частоты во временном интервале измерения,

Ук - угол фазового сдвига спектральной составляющей с порядковым номером к

В большинстве случаев для нахождения ряда Фурье применяют цифровые методы, т е. алгоритм дискретного преобразования Фурье (DFT) или его вариант -быстрое преобразование Фурье (FFT). Для этого анализируемый аналоговый сигнал подают на вход анал о г ово-цифрового преобразователя. Полученные отсчеты запоминают Каждая группа из М отсчетов соответствует временному интервалу измерения, в котором осуществляется дискретное преобразование Фурье.

В соответствии с принципами разложения функции времени в ряд Фурье длительность временного интервала измерения TN определяет разрешение по частоте

ГОСТ 30804.4.7-2013

/qi =    (частотное    разделение    спектральных составляющих) при анализе.

Следовательно, длительность временного интервала измерения Тм должна быть равна произведению длительности периода основной частоты напряжения в системе электроснабжения на целое число .W, т. е. Тм= NT\. Частота отсчетов в этом случае должна быть /, = M/(NT\), где М - число отсчетов в пределах длительности временного интервала измерения TN.

Перед выполнением дискретного преобразования Фурье отсчеты, соответствующие длительности временного интервала измерения, в ряде случаев взвешивают, умножая их на симметричную функцию (функцию измерительного окна). Однако для периодических сигналов и синхронизированных отсчетов предпочтительно использовать прямоугольную взвешивающую функцию измерительного окна, эквивалентную умножению каждого отсчета на единицу.

Процессор, осуществляющий дискретное преобразование Фурье, определяет

ортогональные коэффициенты Фурье и Ък составляющих спектра на частотах

f с,к = k!Tn . к- 0,1, 2 ... М-1. Однако лишь значения к. не превышающие половину

максимального значения, являются полезными, другая половина является их

дубликатами. При условии синхронизации гармоническая составляющая порядка h

(порядок определяется относительно основной частоты /д О, возникает в

преобразовании Фурье как спектральная составляющая порядка к, где к= hN.

Быстрое преобразование Фурье представляет собой специальный алгоритм

сокращения времени вычислений Для его применения необходимо, чтобы число от счет овМ было равно целой степени 2, т. е. М= 21, где, например /> 10.

ГОСТ 30804.4.7-2013

При необходимости символ У, обозначающий среднеквадратическое значение

составляющей спектра с к, заменяют символом I для тока и символом U для напряжения. Индекс С предназначен для отнесения переменных к спектральным составляющим.

Примечание- Следует учитывать, что приведенные определения применимы к установившимся сигналам

3.2 Термины и определения, относящиеся к гармоникам

3.2.1 частота гармоники (harmonic frequency) fnh. частота, кратная основной частоте системы электроснабжения (fим = hf hi)

Примечание - Частота гармоники /д* идентична частоте спектральной составляющей / Ск нри к - hN.

3.2.2 порядок гармоники (harmonic order) Л: Целое число, равное отношению частоты гармоники к основной частоте системы электроснабжения. Применительно к анализу, использующему дискретное преобразование Фурье при синхронизации между    и fs (частота отсчетов), порядок гармоники h соответствует

спектральной составляющей к = Ш (к - номер спектральной составляющей.. N -число периодов основной частоты, соответствующее временному интервалу измерения Тм).

3.2.3 среднеквадратичное значение гармонической составляющей (r.m.s.

value of a harmonic component) Уцк Среднеквадратичное значение одной из составляющих на частоте гармоники при анализе сигналов несинусоидальной

7

ГОСТ 30804.4.7-2013

формы. Для краткости допускается применять для данных составляющих наименование «гармоника».

Для целей настоящего стандарта длительность временного интервала измерения соответствует N= 10 периодам основной частоты (для систем электроснабжения частотой 50 Гц) или N = 12 периодам основной частоты (для систем электроснабжения частотой 60 Гц), т. е., приблизительно 200 мс (см. 4.4.1). Это означает, что Yщ, = Ус. ю л для систем 50 Гц иУн.ь = Ус. 12 л для систем 60

Примечание - Гармоническая составляющая У д* идентична составляющей спектра Y с.к при к = Ш (У дл =Усл n) При необходимости символ У заменяют на символ I для тока и на символ U для напряжения. Индекс Н предназначен для отнесения переменных /или U к гармоническим составляющим.

3 .2.4 среднеквадратичное значение гармонической группы (r.m.s. value of а harmonic group) Yg,h. Корень квадратный из суммы квадратов среднеквадратичных значений гармонической составляющей и примыкающих к ней спектральных составляющих, соответствующих данной длительности временного интервала измерения В гармонической группе суммируется энергия близлежащих спектральных составляющих с энергией собственно гармоники (см. также уравнение 8 и рисунок 4). Порядок гармонической группы определяется порядком рассматриваемой гармоники

Примечание - При необходимости символ У заменяют символом I для тока и символом U для напряжения

3.2.5 среднеквадратичное значение гармонической подгруппы (r.m.s.

value of a harmonic subgroup) Y*k- Корень квадратный из суммы квадратов среднеквадратичных значений гармонической составляющей и двух непосредственно примыкающих к ней спектральных составляющих. Для учета

ГОСТ 30804.4.7-2013

влияния колебаний напряжения при проведении исследований спектрального

подгруппы выходных компонентов дискретного

состава напряжения,

преобразования Фурье получают суммированием энергетического содержания н еп о ср е дств енн о примыкающих спектральных со ставляю щих с эн ергией с о б ств енн о гармоники (см. также уравнение 9 и рисунок б). Порядок гармонической подгруппы определяется порядкомрассматриваемой гармоники.

Примечание - При необходимости символ Y заменяют символом / для тока и символом U для напряжения

3.3 Термины и опре деления, относящиеся к ко эф фициентам искажения

3.3.1 суммарный коэффициент гармонических составляющих (total harmonic distortion, THD) THDy Отношение среднеквадратичного значения суммы всех гармонических составляющих до порядка    к    среднеквадратичному

значению основной составляющей Ущ.

Примечания

1    При необходимости символ Y заменяют символом/для тока и символом U для напряжения

2    h принимают равным 40, если иное значение не установлено в международных стандартах, устанавливаю щих нор мы эмиссии гармоник.

3    Термин «коэффициент искажения синусоида льносит кривой напряжения» для обозначения суммарного коэффициента гармонических составляющих применен в ГОСТ 13109.

9

ГОСТ 30804.4.7-2013

3.3.2 суммарный коэффициент гармзнических групп (group total harmonic distortion THDG) THDGy Отношение среднеквадратичного значения гармонических групп к среднеквадратичному значению гармонической группы, связанной с основной составляющей Yg\.

(5)

где К*п > 2

Примечания

1    При необходимости символ У заменяют символом /для тока и символом U для напряжения.

2    Принимают пЫл =2, hJtmx = 40, если иные значения не установлены в международных стандартах, устанавливающих нормы эмиссии гармоник.

3.3.3 суммарный коэффициент гармонических подгрупп (subgroup total harmonic distortion) nutsy Отношение среднеквадратичного    значения

гармонических подгрупп Yt&h к среднеквадратичному значению гармонической подгруппы, связанной с основной составляющей Yt&\.

(б)

где bn* > 2;

принимают равным 40, если иное значение не установлено в стандартах, устанавливающих нормы эмиссии гармоник.

10

3.4.2    среднеквадратичное значение интергармонической составляющей (r.m.s. value of an interharmonic component) YCJ: среднеквадратичное значение спектральной составляющей Ус.*>»л w>час-тота которой находится между двумя последовательными гармоническими частотами (см. рисунок 4). Для краткости допускается применять для данных составляющих наименование «интергармоника».

Примечания

1    Частота интергармонической составляющей определяется частотой линии спектра. Данная частота не кратна основной частоте.

2    Необходимо учитывать разницу между «интергармоничесхой составляющей», фактически создаваемой при функционировании оборудования, например, на частоте 183. 333 Гц. и «спектральной составляющей», рассчитываемой в СИ в результате анализа формы сигналов, например на частоте 185 Гц для системы электроснабжения частотой 50 Гц (частота отсчетов при быстром преобразовании Фурье). «Спектральная составляющая» является «гармонической составляющей» при к = h N. где N — целое число.

3.4.3    среднеквадратичное значение инторгармонической группы (r.m.s. value of an interharmontc group) YlgJ): среднеквадратичное значение всех спектральных составляющих в интервале частот между двумя последовательными гармоническими частотами (см. рисунок 4).

Примечания

1    Для целей настоящего стандарта среднеквадратичное значение интергармонической группы между гармониками порядка Л и Л +1 обозначают У,. Например, среднеквадратичное значение интергармонической группы между гармониками порядка 5 и 6 обозначают

2    При необходимости символ У заменяют символом /для тока и символом U для напряжения.

3.4.4    среднеквадратичное значение инторгармонической центрированной подгруппы (r.m.s. value of an interharmonic centred subgroup) YlsgJt: Среднеквадратичное значение всех спектральных составляющих в интервале частот между двумя последовательными гармоническими частотами, исключая спектральные составляющие, непосредственно прилегающие к гармоническим частотам (см. рисунок 6).

Для целей настоящего стандарта среднеквадратичное значение центрированной интергармонической подгруппы между гармониками с порядковыми номерами h и h +1 обозначают Ylt9 Л. Например, среднеквадратичное значение центрированной интергармонической подгруппы между гармониками с порядковыми номерами 5 и 6 обозначают Vf 5.

Примечание — При необходимости символ У заменяют символом / для тока и символом U для напряжения.

3.4.5    частота интергармонической группы (interharmonic group frequency) h: Среднее значение двух гармонических частот, между которыми расположена интергармоническая группа, т. е.

V » = Wh п + ^н. л * 1У®-

3.4.6    частота интергармонической центрированной подгруппы группы (interharmonic centred subgroup frequency) fisgJ,: Среднее значение двух гармонических частот, между которыми расположена интергармоническая центрированная подгруппа, т. е. fHg Л = (/м „ + fH л.,)/2.

3.5 Обозначения и индексы

В настоящем стандарте под значениями напряжения и силы тока понимают (если не установлено иное) их среднеквадратические значения.

3.5.1 Обозначения

В настоящем стандарте используются следующие обозначения: а — амплитудный коэффициент косинусоидальной составляющей ряда Фурье;

Ь —амплитудный коэффициент синусоидальной составляющей ряда Фурье; с — амплитудный коэффициент ряда Фурье; f —частота, функция;

fc к — частота спектральной составляющей порядка к. fc , — частота спектральной составляющей порядка 1; f h — частота гармонической группы порядка h: fsgn —частота гармонической подгруппы порядка Л; fvJ) — частота интергармонической подгруппы порядка h\

— частота интергармонической центрированной подфуппы порядка Л; fHл — частота гармонической составляющей порядка h. fH, — основная частота системы электроснабжения; fj — частота отсчетов;

hma, — порядок высшей учитываемой гармонической составляющей;

6

ГОСТ 30804.4.7-2013

hmin — порядок низшей учитываемой гармонической составляющей;

/= V -1;

t    —    текущее время.

В    —    полоса частот;

/    —    ток (среднеквадратическое значение);

М    —    целое число, число отсчетов в измерительном окне;

N — число периодов основной частоты системы электроснабжения, соответствующее длительности временного интервала измерения (измерительного окна);

Р    —    мощность:

Т    —    интервал времени;

Г, — период основной частоты системы электроснабжения;

TN — длительности временного интервала измерения, включающего в себя N периодов основной частоты,

U — напряжение (среднеквадратичное значение);

Y — переменная, заменяемая на U или /;

Yc к — среднеквадратичное значение спектральной составляющей порядка /г.

Yg h — среднеквадратичное значение гармонической группы;

YH Л — среднеквадратичное значение гармонической составляющей порядка h;

Y,g. n — среднеквадратичное значение интергармонической группы;

УйаЛ — среднеквадратичное значение интергармонической центрированной подгруппы;

Ytg л    —    среднеквадратичное значение гармонической подгруппы;

о»    —    угловая частота:

о»,    —    угловая частота системы электроснабжения:

Ф    —    фазовый угол:

3.5.2 Индексы

В настоящем стандарте используют следующие индексы.

Ь — центральная частота интервала частот;

h — текущее целое число, обозначающее порядок гармоники;

к — текущее целое число, обозначающее порядок спектральной составляющей;

m — измеренное значение:

max — максимальное значение:

min — минимальное значение;

о — сглаженное значение;

д — значение, относящееся к группе;

sg    —    значение, относящееся    к подгруппе;

/    —    значение интергармоники;

д. h — гармоническая группа, связанная с гармоникой порядка h, sg.h — гармоническая подгруппа, связанная с гармоникой порядка />; ig. h — интергармоническая группа, расположенная выше гармоники порядка h: isg. h — интергармоническая центрированная подгруппа, расположенная выше гармоники порядка h:

од. h — сглаженная гармоническая группа порядка Л; пот — номинальное значение; s — отсчет.

С — значение, относящееся к спектральным составляющим;

Н    —    гармоника;

f    —    частота:

0    —    значение, относящееся к постоянному току.

4 Общие понятия. Общие требования к средствам измерений всех видов

4.1 Характеристики измеряемых сигналов

В настоящем стандарте рассмотрены СИ. предназначенные;

a)    для измерений гармоник;

b)    для измерений интергармоник.

c)    для измерений спектральных составляющих на частотах выше области частот гармоник до 9 кГц.

7

Дискретное преобразование Фурье, в том числе, быстрое преобразование Фурье, позволяет получить точные результаты только при установившихся сигналах. Сигналы, амплитуды которых изменяются во времени, не могут быть точно характеризованы только совокупностью их гармонических составляющих. Для того, чтобы получить воспроизводимые результаты гармонического анализа по результатам измерений эмиссии шоков и напряжений при колебаниях мощности, приводящих к колебаниям силы основного тока, и. возможно, колебаниям силы гармонических токов, необходимо совместно применять методы сглаживания и длительные периоды измерений. Поэтому метод измерений, установленный в настоящем стандарте, основан на применении определенных процедур сглаживания (см. 5.5.1). Кроме того, в стандартах, устанавливающих нормы эмиссии гармонических составляющих тока, содержащих ссылки на настоящий стандарт, могут быть установлены достаточно длительные периоды наблюдения при испытаниях (см. ГОСТ 30804.3.2, ГОСТ 30804.3.12), обеспечивающие получение последовательных результатов измерений при допустимой погрешности.

4.2    Классы точности средств измерений

Допускается применения СИ двух классов точности — I и II. Это позволяет при соответствии требованиям к применению использовать простые СИ малой стоимости. При испытаниях на соответствие нормам гармонических и интергармонических токов и напряжений применение СИ высокого класса точности I необходимо о случаях, если значения измеряемых токов и напряжений близки к нормам эмиссии (см. примечание 2 к таблице 1).

4.3    Виды измерений

В настоящем стандарте установлены требования к проведению измерений гармоник и интергармоник тока и напряжения. Кроме того, рассмотрены измерения в полосе частот до 9 кГц.

4.4    Общая структура сродства измерений

В современных СИ, основанных на использовании дискретного преобразования Фурье, применяется, как правило, алгоритм ускоренного выполнения указанного преобразования, называемый «быстрое преобразование Фурье». В настоящем стандарте рассмотрена структура СИ на основе быстрого преобразования Фурье. Допускается применение других принципов анализа (см. раздел 6).

Общая структура СИ представлена на рисунке 1.

СИ могут содержать все блоки и выходы, представленные на рисунке 1. или их часть.

4.4.1 Измерительная часть СИ

Основная измерительная часть СИ должна содержать:

-    входные цепи с фильтром, исключающим паразитное наложение спектров;

-    аналогово-цифровой преобразователь со схемой выборки и хранения;

-    блок синхронизации и формирования временного интервала измерения (при необходимости);

-    DFT- процессор, выполняющий расчет коэффициентов ак и bk (выход 1);

СИ могут быть дополнены специальными устройствами, обеспечивающими измерение токов или напряжений.

Примечания

1    Сведения о дополнительных устройствах приведены в 5.5

2    При проведении анализа гармоник и интергармоник анализируемый сигнал Г(Г) подвергают предварительной обработке для исключения частот выше частот рабочего диапазона СИ.

Длительность временного интервала измерения должна быть 10 периодов основной частоты (для систем электроснабжения 50 Гц) или 12 периодов основной частоты (для систем 60 Гц). т. е. TN = (10 или 12) • Г, -о 200 мс при прямоугольном взвешивании. Интервал измерений должен быть синхронизирован с основной частотой системы электроснабжения. Применение измерительного окна Хэннинга допускается только при потере синхронизации. Потеря синхронизации должна отмечаться на дисплее СИ. Данные, полученные при потере синхронизации, должны маркироваться (см. ГОСТ30804.4.30). Эти данные не подлежат применению для целей оценки соответствия, но могут быть применены для других целей.

Временной измерительный интервал должен быть синхронизирован с каждой группой из 10 или 12 периодов основной частоты (для систем электроснабжения 50 или 60 Гц соответственно). Интервал времени между началом первого отсчета дискретизированного сигнала и началом (М+ 1) отсчета дискретизированного сигнала (М—число отсчетов, см. 3.5.1) должен быть равен длительности установленного числа периодов основной частоты при максимальном отклонении не более ± 0.03 %. СИ с фазовой авто-

ГОСТ 30804.4.7-2013

подстройкой частоты или другими механизмами синхронизации должны соответствовать требованиям к установке частоты и допустимой погрешности синхронизации при измерении любого сигнала, частота которого изменяется по меньшей мере в пределах ± 5 % номинальной частоты системы электроснабжения. Для СИ со встроенным источником питания, измерительная система которых внутренне синхронизирована с источником питания. указанное выше требование к допустимым пределам изменения частоты входного сигнала не применяют. Вместо с тем СИ со встроенным источником питания должны соответствовать приведенным выше требованиям к установке частоты и допустимой погрешности синхронизации.

Выход 1 СИ (см. рисунок 1) предназначен для представления индивидуальных коэффициентов ak и Ьк дискретного преобразования Фурье, а также значений каждой рассчитанной спектральной составляющей тока или напряжения YC k.

СИ должны иметь дополнительный выход, не связанный с дискретным преобразованием Фурье, предназначенный для представления значения активной мощности Р. измеряемой при той же длительности интервала измерения, что при измерении гармоник. При измерении эмиссии гармонических составляющих тока, потребляемого ТС, в соответствии с ГОСТ 30804.3.2, это значение мощности не должно учитывать составляющую постоянного тока.

Генерирование

частоты

дискретизации

Вход

напряжения

Предварительная

обработка

Измерительная часть СИ

Дискретное

Дискретизация

преобразование

Фурье

Выход 1

<•* ** УЫ

Токовый

вход

(проходит/не проходит)

Примечания

1    Значение активной мощности является входной величиной для процесса сглаживания.

2    Измерение постоянной составляющей и связанной с ней мощности может быть предусмотрено в качестве дополнительной возможности СИ. но не является обязательным в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

9

Рисунок 1 — Общая структура СИ

4.4.2 Устройства постлроцессориой обработки

В соответствии со стандартами, устанавливающими нормы эмиссии гармонических составляющих (см. ГОСТ30804.3.2), в состав СИ включают дополнительные устройства, осуществляющие обработку данных, полученных в результате дисхретного преобразования Фурье, например, их сглаживание и взвешивание (см. 5.5).

5 Измерение гармоник

5.1    Измерительные входы тока

Входная цепь тока должна быть пригодной для измерения анализируемых токов. Она должна обеспечивать непосредственное измерение гармоник тока и. кроме того, должна иметь низковольтный вход напряжения с высоким полным сопротивлением для подключения внешних шунтов, представляющих собой активные сопротивления, или комбинации трансформаторов тока с шунтами. Область значений чувствительности входной цепи тока может быть от 0.1 до 10 В. Предпочтительным значением является 0,1 В при соответствии требованиям, указанным в 5.3.

При непосредственном измерении тока желательно (но не обязательно) обеспечить следующие диапазоны номинальных среднеквадратичных значений измеряемого тока /ооп,:0,1, 0.2; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100 А.

Для СИ класса II потребляемая мощность входной цепи не должна превышать 3 Вт.

Для СИ класса I падение напряжения во входной цепи тока не должно превышать 0.15 В (среднеквадратичное значение).

Входная цепь тока должна продолжительное время выдерживать ток. равный 1.2 /гот. Воздействие тока 10    в течение 1 с не должно приводить к каким-либо повреждениям.

СИ должны иметь возможность измерять входные сигналы с отношением амплитудного значения к среднеквадратичному (коэффициентом амплитуды) 4 в области значений измеряемого тока до 5 А (среднеквадратичное значение), с коэффициентом амплитуды 3.5 при измеряемом токе 10 А (среднеквадратичное значение) и с коэффициентом амплитуды 2.5 при измеряемом токе более 10 А (среднеквадратичное значение).

СИ должны иметь индикацию перегрузки.

Требования к погрешности измерений установлены в таблице 1.

В части других требований к СИ см. раздел 8.

Примечание — В результате искажений измеряемого тока часто возникают составляющие постоянного тока. Наличие составляющих постоянного тока может вызвать значительные погрешности входных трансформаторов тока. Изготовитель СИ должен указать в технической документации на СИ максимально допустимое значение составляющей постоянного тока, не приводящее к дополнительной погрешности результатов измерений.

5.2    Измерительные входы напряжения

Входная цепь напряжения должна быть пригодной для измерений при максимальном значении напряжения и частоты в анализируемой системе электроснабжения и сохранять свои характеристики и обеспечивать установленную погрешность измерений при напряжении, превышающем в 1,2 раза максимальное напряжение.

СИ должны иметь возможность измерять входные сигналы с коэффициентом амплитуды не менее 1.5 за исключением измерений сильно искаженных напряжений в промышленных электрических сетях, для которых коэффициент амплитуды должен быть не менее 2.

СИ должны иметь индикацию перегрузки.

Воздействие на СИ в течение 1с напряжения, в четыре раза превышающего измеряемое напряжение. или 1 кВ. с зависимости от того, какое значение меньше, не должно приводить к каким либо повреждениям.

Номинальное напряжение электрических сетей в зависимости от местных условий может быть от 60 до 690 В. Для обеспечения универсальности применения СИ для большинства систем электроснабжения целесообразно предусмотреть в конструкции входного устройства следующие диапазоны номинальных среднеквадратичных значений измеряемого напряжения;

иП0ч’. 66; 115; 220 230; 400; 690 В для систем электроснабжения частотой 50 Гц;

Unom: 69; 120; 240; 277; 347 ; 480; 600 В для систем электроснабжения частотой 60 Гц.

При использовании внешних трансформаторов напряжения целесообразно применять следующие дополнительные номинальные напряжения; 100; 100/ч:3; 110/ч'3 В.

ГОСТ 30804.4.7-2013

При использовании внешних преобразователей целесообразно применять входы с повышенной чувствительностью: 0.1:1; 10 В. Входные цепи должны быть способны воспринимать входные сигналы с коэффициентом амплитуды не менее 2.

Потребляемая мощность входной цепи не должна превышать 0.5 Вт при напряжении 220 В. При наличии входов повышенной чувствительности (менее 50 В) входное сопротивление должно быть не менее 10 кОм/В.

Напряжение основной частоты (частоты системы электроснабжения), значительное по сравнению с другими составляющими напряжения, не должно вызывать перегрузки, приводящие к искажениям или интермодуляции сигналов во входных цепях СИ. Возникающие при этом дополнительные погрешности не должны нарушать установленную погрешность результатов измерений.

СИ должны иметь индикацию перегрузок.

5.3 Требования к точности измерений

Для СИ. предназначенных для измерения гармонических составляющих тона и напряжения, установлены два класса точности. Значения максимальной допустимой погрешности, приведенные в таблице 1. относятся к одночастотным установившимся сигналам в рабочей полосе частот, измеряемым СИ при установленных рабочих условиях (в части областей изменений температуры, влажности и напряжения питания СИ), которые должны быть установлены изготовителем СИ.

Примечание — При испытаниях ТС в соответствии с ГОСТ 30804.3.2, допустимые значения погрешности должны быть установлены относительно применяемых норм (5% применяемых норм) или номинального тока ТС /, (0.15%/,). в зависимости от того, что больше. Эти требования должны быть учтены при выборе диапазона изменений входного тока СИ.

Таблица 1 — Требования к точности измерений тока, напряжения и мощности

Класс точности СИ

Измеряемая

величина

Условия

Максимальная погрет иость измерений

1

Напряжение

ит 2 1 % ипот

Um<1%Unom

±5 %Um ± 0.05 % 1/лот

Ток

/т 2 3 % /пот /т < 3 % /пот

±5%/т ± 0,15 % Лют

Мощность

Рт 2 150 Вт Рт < 150 Вт

±1%Рт ± 1.5 Вт

В

Напряжение

Um 2 3 % {/лот

ит<з%ипоп,

±5 %Um ± 0.15 % (/„от

Ток

/я 2 3 % w /т<3%/пот

±5%/т ± 0.5 % /м

Лют — номинальное значение диапазона измерения тока средством измерений;

1Л>ат — номинальное значение диапазона измерения напряжения средством измерений; Um. 1т и Рт — измеряемые величины.

Примечания

1    СИ класса I применяют, если необходимо проведение измерений с высокой точностью, например, при проверке соответствия стандартам, выполнении условий договоров, предусматривающих возможность разрешения спорных вопросов путем измерений, и т. д. Любые измерения, выполненные двумя различными СИ класса I. должны при измерении одних и тех же сигналов обеспечивать получение воспроизводимых результатов с установленной погрешностью (или индицировать условия перегрузки).

2    СИ класса I применяют для проведения измерений эмиссии гармонических и интергармонических токов и напряжений. СИ класса II применяют при общих обследованиях. Допускается применение СИ класса II для проведения измерений эмиссии, если значения измеряемых величин таковы, что даже при допущении повышенной неопределенности измерений очевидно, что установленные нормы не превышаются. Практически при этом значения измеряемых величин должны быть менее 90 % установленных норм.

3    Дополнительно для СИ класса I сдвиг фаз между индивидуальными каналами должен быть менее

h - 1*.

Частоты, находящиеся вне полосы частот измерений СИ. должны быть ослаблены так. чтобы не оказывать влияния на результаты измерений. Для получения необходимого ослабления, частота отсчетов входного сигнала может быть много больше, чем полоса частот измерений. Например, анализируемый

11

сигнал может иметь составляющие на частотах, превышающих 25 кГц, но учитываются лишь составляющие на частотах до 2 кГц. Необходимо применять низкочастотный фильтр, исключающий паразитное наложение спектров, с частотой среза по уровню 3 дБ превышающей полосу частот в которой проводят измерения. Ослабление вне полосы пропускания должно превышать 50 дБ.

Примечание — Например, фильтр Багтерворта пятого порядка обеспечивает ослабление на 50 дБ на частотах, в три раза превышающих частоту среза на уровне 3 дБ.

Если необходимо проводить измерения гармоник порядка выше 15 при номинальном токе более 5 А и минимальной неопределенности измерений, целесообразно использовать внешний шунт или датчик тока, согласованные так. чтобы обеспечить прохождение номинального тока испытуемого ТС.

Для СИ. предназначенных только для измерения гармоник, требования к погрешности применяют только в отношении измерения гармонических составляющих.

Для достижения точности, установленной в таблице 1. целесообразно предусматривать в конструкции СИ возможность простой подстройки с четкой индикацией. Для этого может быть применен внутренний или внешний калибратор. Неопределенность значений внутреннего калибратора должна быть указана. Погрешности. вызванные наиболее важными влияющими факторами (температура, напряжение электропитания СИ и т. д.) должны быть установлены изготовителем, как для СИ. так и для внутреннего калибратора (при наличии).

5.4 Схема измерений и напряжение электропитания

5.4.1 Схемы измерений для оценки эмиссии

Схемы измерений приведены на рисунках 2 и 3.

О, — напряжение «фаза — нейтраль» источника электропитания: О - напряжение на зажимах ИТС. ZL- Zy — полные солро-тмолении проводов и входной цепи измерения тока. ДО — падение напряжения на сопротивлениях Zt. Zs (ДО » AOt* ДUN). L — фазный провод; N - нейтральный провод; ИТС - испытуемое техническое средство

Рисунок 2 — Схема измерений эмиссии в однофазных системах

ли*

О, — напряжение «фаза — нейтраль» источника элеятропитаиия. О — напряжение на зажимах ИТС ZL. ZN — полные сопротивления проводов и входной цепи измерения тоха; ДО — падение напряжения на сопротивлениях ZL. ZN (ДО » AOt* ДОу). L.. L2, Lj — фазные провода: N -• нейтральный провод. ИТС — испытуемое техническое средство

Рисунок 3 — Схема измерений эмиссии в трехфазных системах

ГОСТ 30804.4.7-2013

5.4.2 Напряжение электропитания для измерений эмиссии

5.4.2.1    Обшие положения

При измерениях в целях оценки гармоник потребляемого тока до 40-й гармоники частоты сети испытательное напряжение U на зажимах ИТС должно соответствовать установленным ниже требованиям.

5.4.2.2    Требования для ТС с потребляемым током не более 16 А водной фазе

При испытаниях ТС с потребляемым током не более 16 А в одной фазе должно быть обеспечено соответствие следующим требованиям:

a)    при проведении испытаний ТС отклонения испытательного напряжения от установленного значения не должны превышать ±2%, отклонения частоты питания от номинального значения — ± 0.5 %. Если испытуемое ТС функционирует в определенном диапазоне изменений напряжения электропитания, испытательное напряжение должно соответствовать номинальному напряжению системы электроснабжения, для подключения к которой предназначено ТС (например, фазному напряжению 220 В. соответствующему межфазному напряжению 380 В).

Для облегчения измерений в трехфазных трехпроводных сетях при отсутствии нейтрального проводника допускается применение искусственной нейтральной точки с использованием трех резисторов, сопротивления которых установлены с погрешностью 1 %. Цель применения искусственной нейтральной точки — обеспечение проведения измерений напряжения и мощности в одной фазе как при конфигурации «фаза — нейтраль», так и при конфигурации «фаза — фаза». Погрешность измерения тока ИТС в результате влияния нагрузки входных цепей напряжения СИ и любых установленных цепей искусственной нейтральной точки, не должны превышать 0.05 %.

Примечание — Во многих случаях в использовании искусственной нейтрали нет необходимости, но при ее применении следует учитывать ряд рекомендаций. Искусственная нейтральная точка может быть создана тремя входными полными сопротивлениями вольтметров СИ. В качестве альтернативы, искусственная нейтраль может включать полные сопротивления существующих цепей плюс входные полные сопротивления вольтметров СИ. Возможно также, что цепь искусственной нейтрали (при наличии) и входные сопротивления вольтметров могут быть соединены так. чтобы не вносить погрешности при измерении тока (т. к. нагрузка присутствует на стороне источника напряжения преобразователя тока). Во многих других случаях погрешности вызванные нагрузочным эффектом цепи искусственной нейтрали, и входными полными сопротивлениями вольтметров СИ, могут быть скомпенсированы регулирующими петлями обратной связи в источнике, вводимыми так. чтобы погрешности измерений, которые в иных случаях могли бы возникнуть, фактически отсутствовали. Удовлетворительные результаты, приводящие к тому, что установленная неопределенность измерений не превышается, могут дать многие другие конфигурации:

b)    в случае трехфазной системы электроснабжения три межфазных напряжения основной частоты должны иметь углы фазового сдвига 0е: 120е ± 1,5°; 240е ± 1,5е;

c)    гармоники испытательного напряжения U при подключении и нормальном функционировании ИТС не должны превышать:

0.9 % — для гармоник 3-го порядка;

0.4 %— »

»

5-го

»;

0,3 %— »

»

7-го

»:

0,2 %— »

»

9-го

»;

0,2 % — для четных гармонических составляющих от 2-го до 10-го порядка;

0.1 % — для гармонических составляющих от 11-го до 40-го порядка;

d)    пиковое значение испытательного напряжения должно составлять от 1.404 до 1.424 среднеквадратичного значения и находиться в пределах угла фазового сдвига 87 " — 93 9 от момента прохождения напряжения через нуль;

e)    амплитудное значение падения напряжения ДU на полном сопротивлении проводов схемы измерения и входной цепи измерения тока не должно превышать 0,5 В.

5.4.2.3 Требования для ТС с потребляемым током более 16 А. но не более 75 А в одной фазе

При испытаниях ТС с потребляемым током более 16 А. но не более 75 А в одной фазе должно быть обеспечено соответствие следующим требованиям;

13

a)    испытательное напряжение должно соответствовать номинальному напряжению ТС. Если испытуемое ТС функционирует в определенном диапазоне изменений напряжения электропитания, выходное напряжение должно быть номинальным напряжением системы электроснабжения (например. 120 В. 220 В или 230 В для однофазных систем. 380 В. 400 В для трехфазных систем). Для облегчения измерений в трехфазных трехпроводных сетях при отсутствии нейтрального проводника допускается применение искусственной нейтральной точки с использованием трех резисторов, сопротивления которых установлены с погрешностью 1 %. Цель применения искусственной нейтральной точки — обеспечение проведения измерений напряжения и мощности в одной фазе как при конфигурации «фаза — нейтралы», так и при конфигурации «фаза—фаза*. Погрешность измерения тока ИТС в результате влияния нагрузки входных цепей напряжения СИ и любых установленных цепей искусственной нейтральной точки, не должны превышать 0.05 %.

b)    отклонения испытательного напряжения от установленного значения не должны превышать ±2%. отклонения частоты питания от номинального значения — ± 0.5 %:

c)    в случае трехфазной системы электроснабжения не симметрия напряжений должна быть меньше 50 % уровня электроматитной совместимости по месимметрии. установленного в (2);

d)    гармонические составляющие испытательного напряжения U в режиме холостого хода (без подключения ИТС) не должны превышать:

1.5 %    —для гармоник 5-го    порядка.

1,25% —    »    »    3-го    и    7-го    »:

0,7%    —    »    »    11-го    »:

0.6 %    —    »    »    9-го    и    13-го    »,

0.4 % — для четных гармонических составляющих от 2-го до 10-го порядка:

0.3% —для гармонических составляющих 12-го йот 14-го до 40-го порядка;

e)    для применения требований, установленных в ГОСТ30804.3.12, таблицы 2иЗ. полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы отношение короткого замыкания Rtce (см. определение в ГОСТ30804.3.12 было равно или превышало минимальное значение RiCtl (R. em)n), обеспечивающее соответствие ТС нормам гармонических составляющих тока, при возможном введении реакторов. Для применения требований, установленных в ГОСТ30804.3.12, таблица 4. полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы значение Rsco не менее чем в 1.6раза превышало минимальное значение R^,,, обеспечивающее соответствие ТС нормам гармонических составляющих тока, при возможном введении реакторов.

П р и м в ч а н и е —Коэффициент 1.6 введен в связи с тем. что для ТС. подключенного к системе электроснабжения, значение RKe которой превышает значение RJC0 mtn, уровень эмиссии гармонических составляющих тока возрастает, что было учтено при установлении норм в ГОСТ 30804.3.12, таблицы 2 и 3:

О полное сопротивление источника электропитания должно учитывать полные сопротивления проводов схемы измерения и входной цепи измерения тока.

Примечание — Выбор указанных требований к полному сопротивлению и допустимым искажениям напряжения источника электропитания представляет собой компромисс, учитывающий, что высококачественные источники электропитания с высокой нагрузкой по току редки. Воспроизводимость результатов испытаний при использовании различных источников электропитания, отвечающих указанным требованиям к допустимым искажениям напряжения и полному сопротивлению, может быть недостаточной. Повторяемость результатов при использовании одного и того же источника электропитания является удовлетворительной. Если возможно, следует использовать источники электропитания с более низкими искажениями напряжения и внутренним полным сопротивлением.

5.4.3 Мощность ТС

Мощность ТС, при необходимости, измеряют с учетом значений напряжения на зажимах U (см. рисунок 2 или 3) и тока, потребляемого ИТС. Если используют источник электропитания, включающий измеритель тока, мощность ТС измеряют с учетом значений напряжения на зажимах источника и тока, потребляемого ИТС.

ГОСТ 30804.4.7-2013

5.5 Оценка эмиссии гармоник

Ниже установлены требования к устройствам постпроцессорной обработки в СИ (см. рисунок 1).

5.5.1 Группирование и сглаживание

Для оценки гармоник результаты дискретного преобразования Фурье (см. «Выход 1» на рисунке 1) должны быть, во-первых, сгруппированы так, чтобы получить сумму квадратов значений промежуточных спектральных составляющих между двумя смежными гармониками в соответствии с выражением (8) и рисунком 4. При группировании используют только промежуточные спектральные составляющие, расположенные выше гармоники второго порядка. Результатом группирования являются гармонические группы У9„ порядка/?, соответствующие центральным составляющим частотных областей, отмеченных заливкой на рисунке 4. Значение Ygh рассчитывают по формуле (8). Для систем электроснабжения частотой 50 Гц (А/=10) значение Yg/> равно корню квадратному суммы квадрата значения гармонической составляющей порядка h плюс сумма квадратов значений смежных спектральных составляющих на позициях от п - 4 до п + 4. плюс половина квадрата значения составляющей на позиции п - 5. плюс половина квадрата значения составляющей на позиции п ♦ 5:

2    12    N)2-i

Yg.n    f    X    *c.tNn>.*    +    2*cift",>-w/2'    (8)

где YC {NM>tHI2 — среднеквадратичное значение спектральной составляющей, соответствующей конкретной частотной позиции дискретного преобразования Фурье:

(W/?) ♦ к — номер спектральной составляющей;

Yg fl — результирующее среднеквадратичное значение гармонической группы.

Гармоническая группа    Интергармоническая    группа

/>♦2    Л    ♦    4

/7 + 1    /7    +    2    /?    ♦    3    /7    +    4    /7    +    5 выход

Порядок гармоники    DFT-оычислитоля

Примечание — Группирование интергармоник показано на рисунке лишь для прояснения определения по 3.4.3 (об оценке интергармонических токов см. приложение А)

Рисунок 4 — Схема образования гармонических и интергармонических групп (для систем электроснабжения частотой 50 Гц)

Во-вторых, должно проводиться сглаживание среднеквадратичных значений Yg), каждого гармонического порядка, рассчитанных в соответствии с формулой (8) (см. «Выход 2а» на рисунке 1). с использованием цифрового эквивалента фильтра низких частот первого порядка с постоянной времени 1.5 с. как показано на рисунке 5.

- задержка, соответствующая длительности временного интервала измерения, а. р - коэффициенты фильтра, приведенные п таблице 2

15

Рисунок 5 — Схема реализации цифрового фильтра низких частот

Таблица 2 — Коэффициенты сглаживающего фильтра в зависимости от ширины измерительного окна

Частота.

Гц

Число периодов. соответствующее длительности интервала измерения. N

Период дискретизации (цифровою фильтра низких частот), мс

Коэффициент фильтра

а

Р

50

10

- 1/200

8.012

7.012

60

12

* 1/200

8.012

7.012

50

16

* 1/320

5.206

4.206

60

16

т 1/267

6.14

5.14

Значение гармонической составляющей основной частоты Уч , (при необходимости его вычисления при испытаниях ТС класса С по ГОСТ30804.3.2 и для определения коэффициентов гармонических составляющих по 3.3 настоящего стандарта) должно быть получено с учетом среднеквадратичных значений величин УН1 на «Выходе 1» DFT-вычислителя (см. рисунок 1) с применением процедуры сглаживания сигнала, как указано выше.

Если установленные нормы эмиссии помех предусматривают применение коэффициентов гармонических составляющих THDy или PWHDhY. рассчитываемых на основе среднеквадратичных значений гармонических составляющих Ун „, то указанные коэффициенты вычисляют в соответствии с 3.3 по результатам дискретного преобразования Фурье (см. «Выход 1» на рисунке 1).

Если установленные нормы эмиссии помех предусматривают применение коэффициентов гармонических составляющих THDGy, THDSY. PWHDgY или PWHDigY рассчитываемых на основе среднеквадратичных значений гармонических групп Yg h или гармонических подфупп У,9„, то указанные коэффициенты вычисляют в соответствии с 3.3 на основе величин, получаемых на «Выходе 2а» (см. рисунок 1).

Если в соответствии с установленными нормами эмиссии помех необходимо сглаживание указанных выше коэффициентов гармонических составляющих, то должен быть применен цифровой эквивалент фильтра низких частот первого порядка с постоянной времени 1,5 с. как показано на рисунке 5, со значениями коэффициентов по таблице 2.

Если при испытаниях на соответствие нормам эмиссии необходим расчет мощности Р и коэффициента мощности (например при испытаниях ТС классов С и D по ГОСТ30804.3.2). то выполняют сглаживание значений модуля Р и коэффициента мощности, как указано выше.

Примечание — Допускается применения внешнего измерителя мощности при измерении на интервале времени - 200 мс. Значения Р. полученные от внешнего измерителя мощности, подают на вход блока сглаживания СИ (см. рисунок 1).

Для обеспечения проведения координированных наблюдений гармонических составляющих (см. ГОСТ 30804.4.30) необходимо провести дальнейшее сглаживание измеренных значений, для чего результаты группирования спектральных составляющих в соответствии с выражением (8) объединяют для получения среднеквадратичного значения на интервале времени, равном длительности пятнадцати интервалов измерения. Объединенные результаты должны обновляться каждые 200 мс (длительность одного интервала измерения) или каждые 3 с (длительность пятнадцати интервалов измерения).

5.5.2 Соответствие нормам эмиссии

Для оценки соответствия нормам эмиссии проводится статистическая обработка данных в соответствии с требованиями, установленными в соответствующих стандартах, например. ГОСТ30804.3.2, ГОСТ30804.3.12, ГОСТ30804.4.30.

5.6 Оценка гармонических подгрупп напряжения

Преобразование Фурье применяют в предположении, что сигнал является стационарным. Однако в системах электроснабжения могут иметь место колебания напряжения, что приводит к передаче части энергии от гармонической составляющей к спектральным составляющим на смежных частотах. Для повышения точности оценки напряжений гармоник в системах электроснабжения выходные составляющие дискретного преобразования Фурье на частотах, отстоящих на 5 Гц. должны быть сгруппированы в соответствии с выражением (9) и рисунком 6:

Yig ft = X YC * --1

(9)

ГОСТ 30804.4.7-2013

Интергармоничесхая Гармоничосхая подгруппа    центрированная    подгруппа

Л + 2    Л    +    4

Л+1    h*    2    Л    ♦    3    Л    ♦    4    Л    ♦    5    Выход    дискретного

Порядок гармоники    преобразования

Фурье

Примечание — Процедуры дальнейшего объединения данных для оценки подгрупп напряжения установлены в ГОСТ 30804.4.30.

Рисунок 6 — Схема образования гармонических подгрупп и интергармоничесхих центрированных подгрупп

(для систем электроснабжения частотой 50 Гц)

6    Другие принципы анализа

Применение СИ на основе дискретного преобразования Фурье установлено в настоящем стандарте в качестве опорного способа измерений. Однако это не исключает применения других принципов анализа, таких как применение банков цифровых фильтров, или вейвлет-анализа.

Кроме того, не исключается применение СИ с малой длительностью интервала измерения (вплоть до одного периода), особенно в приборах низкой стоимости. Однако применение таких СИ для оценки соответствия нестационарных сигналов нормам эмиссии не допускается, так как оценка нестационарных сигналов не может быть проведена при малой ширине измерительного окна.

Требования к СИ, применяющим альтернативные принципы анализа, должны учитывать неопределенность измерений, обусловленную всеми воздействующими факторами, включая нестационарный характер сигнала, паразитные наложения спектров и потери синхронизации. Неопределенность измерений должна соответствовать требованиям, установленным в разделе 5.

7    Переходный период

В СИ рекомендуется применять метод группирования, особенно при флюктуирующих нагрузках.

Вместе с тем при испытаниях ТС на соответствие нормам гармонических составляющих потребляемого тока по ГОСТ 30804.3.2 и ГОСТ 30804.3.12допускается в течение переходного периода применение СИ. соответствующих требованиям, установленным в (2). При этом в протоколах испытаний указывают: «Измерительная аппаратура соответствует требованиям IEC 61000-4-7:1991»

Примечание — Необходимость переходного периода связана с тем. что для применения метода группирования по 5.5.1. требуется внесение изменений в ГОСТ ГОСТ 30804.3.2 и ГОС7 30804.3.12. касающиеся ТС опредепенных видов (например, использующих симметричное многопериодное управление).

8    Общие требования

Изготовитель должен установить рабочие условия применения СИ и, по возможности, границы допустимой погрешности, обусловленной:

-    изменениями температуры.

-    изменениями влажности;

-    изменениями напряжения питания СИ;

•    кондуктивными электромагнитными помехами, воздействующими по сети электропитания;

•    общими несимметричными напряжениями помех между входными цепями СИ. зажимами питающего напряжения и зажимом заземления:

-    воздействием электростатических разрядов;

-    воздействием радиочастотных электромагнитных полей.

При применение требований {7] к безопасности и изоляции, следует учитывать.что входные цепи напряжения и тока СИ могут быть непосредственно подключены к сетевым проводникам под напряжением.

17

Приложение А (справочное)

Измерение интергармоник

Спектральные составляющие на частотах, расположенных между двумя последовательными гармоническими частотами, возникают при наличии в сигнале интергармонических составляющих. Источниками интергар-монических составляющих, в основном, являются:

-    ТС. вызывающие изменения амплитуды и/или угла фазового сдвига основной составляющей и/или гармонических составляющих, например, электропривод с инверторами;

-    силовые электронные устройства, частоты переключений которых не синхронизированы с частотой системы электроснабжения, например, источники питания «переменный ток — постоянный ток» и корректоры коэффициента мощности.

Интергармоники в системах электроснабжения, в частности, приводят tc

-    возникновению помех в усилителях звуковой частоты:

-    возникновению дополнительных моментов в электродвигателях и генераторах:

-    нарушению работы устройств, основанных на измерении моментов перехода напряжения через нуль, например, регуляторов силы источников света:

-    возникновению помех в катушках индуктивности (явление магнитострикции);

-    блокированию или нарушению работы приемников сигналов, передаваемых в электрических сетях, использующих контроль пульсаций.

Схема измерений интергармоник тока должна использовать общие принципы, указанные в 5.4.

Спектральные составляющие, относящиеся к интергармоникам, обычно изменяются по амплитуде и по частоте. Группирование спектральных составляющих в интервале частот между последовательными гармоническими составляющими образует интергармоническую группу. Это группирование позволяет учесть значения спектральных составляющих, возникающих между двумя последовательными гармониками, а также учесть результаты флюктуаций гармоник. Выражение А_1 позволяет рассчитать значение интергармонической группы в зависимости от частоты гармонической составляющей.

М-1

УдГ>~ X Уели 11)4 к ■    (А.1)

Л-1

Примечание — В контексте требований настоящего стандарта /g.h представляет собой интергармони-ческую группу порядка h (см. 3.4.3 и рисунок 4). Для целей настоящего стандарта среднеквадратичное значение интергармонической группы между гармониками порядка h и h * 1 обозначается как У^ h. Например, группа между h = 5 и Л = б обозначается

Влияние колебаний амплитуд и углов фазового сдвига гармоник гложет быть частично уменьшено при исключении из выражения (А.1) спектральных составляющих, непосредственно прилегающих к гармоническим частотам. Для определения среднеквадратичного значения Y,ag fl интергармонической центрированной подгруппы спектральные составляющие, т.е. результаты дискретного преобразования Фурье («Выход 1». рисунок 1) должны быть перегруппированы в соответствии с выражением (А.2) (см. 3.4.4.).

М-2

X?0.n = X^c.<Mh>4*'    (А.2)

Л-2

где Ус (кл» ♦ л — среднеквадратичные значения спектральных составляющих дискретного преобразования Фурье, расположенных выше частотной позиции гармоники порядка Л:

У;*9,л    —    среднеквадратичное    значение    интергармонической    центрированной    подгруппы    порядка    Л.

Например, интергармоническая центрированная подгруппа между h = 5 и h = 6 обозначаетсяУ1Й?5 (см. 3.4.4 и рисунок 6).

ГОСТ 30804.4.7-2013

Примечания

1    Так как нестационарные гармоники вызывают образование боковых полос, близких к частотам гармоник, спектральные составляющие для к =1 . 9 или 11. непосредственно прилегающие к рассматриваемым гармоникам. могут отражать изменения амплитуд или фазовых углов гармоник. Они. следовательно, должны быть исключены для того, чтобы образовать интергармоническую центрированную подгруппу. См. также рисунок 6.

2    Если производится оценка только гармоник, то группирование проводится в соответствии с выражением (8). Если гармоники и интергармоники оценивают по отдельности (при испытаниях ТС. способных генерировать интергармоники), спектральные составляющие, непосредственно прилегающие к гармонике (для к = -1 и +1), группируют совместно с этой гармоникой для образования гармонической подгруппы порядка h. Остающиеся спектральные составляющие (для к от 2 до 8) группируют для образования интертармонической центрированной подгруппы порядка h в соответствии с выражением (А.2). См. также рисунок б.

Сглаживание интергармоничесхих групп и интергармонических центрированных подгрупп проводят тем же способом, что и при измерении гармоник, см. 5.5.1. Сглаживание отдельных интергармонических составляющих проводить не рекомендуется.

Требования к погрешности измерений интергармоник идентичны установленным для измерения гармоник. см. таблицу 1.

19

Приложение В (справочное)

Измерения на частотах выше области частот гармоник до 9 кГц

В.1 Общие положения

Составляющие сигналов (токов или напряжений), частоты которых расположены выше частоты 40 гармоники (приблизительно 2 кГц), но ниже верхней границы полосы низких частот (9 кГц), обусловлены несколькими явлениями.

-    применением устройств управления в источниках электропитания, использующих широтно-импульсную модуляцию, действующих на стороне подключения к электрической сети (синхронизированных или не синхронизированных по отношению к частоте сети), например, используемых в активных системах коррекции коэффициента мощности:

-    передачей сигналов в электрических сетях;

-    инжекцией помех в системы электроснабжения от подключенных ТС. например, преобразователей напряжения:

-    колебаниями напряжения и тока, наведенными узкополосными радиоизлучениями.

Составляющие сигналов на частотах выше области частот гармоник до 9 кГц могут представлять собой

сигналы на отдельных частотах или широкополосные процессы.

Измерения этих составляющих не требуют высокого разрешения по частоте. Вместо этого обычно применяется группирование энергии анализируемых сигналов в заранее установленных полосах частот.

Для частотного анализа рекомендуется использование дискретного преобразования Фурье в соответствии с разделом 4.

Одна из трудностей при анализе спектральных составляющих в полосе частот от 2 до 9 кГц. имеющих малые амплитуды, связана с исключением влияния значительно более мощных сигналов гармоник низкого порядка. Для того, чтобы отфильтровать сигналы гармоник низкого порядка, следует применять эквивалент сети (ЭС) (см. рисунок В.4). Если используется ЭС. то испытательное напряжение, подаваемое на ИТС при измерениях составляющих потребляемого тока в полосе от 2 до 9 кГц. может быть получено непосредственно от распределительной электрической сети низкого напряжения (при условии, что напряжение является достаточно стабильным и отклонения напряжения и частоты находятся в пределах установленных допусков). Если необходимые напряжение и частота не могут быть получены от распределительной сети общего назначения, то в качестве альтернативы может быть применен подходящий источник электропитания.

В некоторых случаях, если конструкция СИ включает комбинацию внутренних фильтров и СИ обладает достаточно большим динамическим диапазоном, анализ в полосе от 2 до 9 кГц возможен без применения эквивалента сети.

В. 2 Основное средство измерений

СИ в полосе частот от 2 до 9 кГц должно использовать дискретное преобразование Фурье в соответствии с 4.4.1 с изменениями, учитывающими сведения, приведенные в настоящем приложении. Прежде всего, полоса частот внешних преобразователей напряжения и тока должна обеспечивать проведение измерений в полосе от 2 до 9 кГц. Учитывая низкие уровни измеряемых сигналов, целесообразно применение в СИ полосового фильтра, ослабляющего амплитуды основной составляющей и сигналов на частотах свыше 9 кГц. Ослабление основной составляющей должно превышать 560 раз (55 дБ).

Примечание — Значения измеряемых составляющих сигналов в сравнении со значениями токов и напряжений основной частоты равны от 2-10"® до 5-10"2.

Частота дискретизации должна быть выбрана в соответствии с установленными правилами анализа сигналов так. чтобы можно было измерить частотные составляющие до частоты 9 кГц включительно. Должен быть применен временной интервал измерений длительностью 200 мс, соответствующий приблизительно 10 (12) периодам основной частоты систем электроснабжения частотой 50 (60) Гц. Следовательно, частотное разделение между последовательными спектральными составляющим Yc , будет 5 Гц.

Требования к синхронизации частоты дискретизации с частотой сети не устанавливают.

Среднеквадратичное значение спектральной составляющей на частоте / обозначено Ус например. Ус.зтво означает среднеквадратичное значение составляющей на частоте 3160 Гц.

Для измерительных входов тока и напряжения СИ применяют требования, установленные в 5.1 и 5.2 соответственно.

В.З Г руппирование

Данные, представляющие собой результаты дискретного преобразования Фурье (см. рисунок 1. «Выход 1»). должны быть сгруппированы. Группируют данные, относящиеся к полосам частот шириной 200 Гц. начиная от первой полосы частот шириной 200 Гц. расположенной непосредственно за областью частот гармоник (см. рисунок В.1). Центральная частота первой группы равна 2.1 кГц для систем электроснабжения частотой 50 Гц и 2.5 кГц — для систем 60 Гц. Среднеквадратичное значение группы для каждой полосы частот YB ь определяют по формуле

ГОСТ 30804.4.7-2013

'8 6

С

1О0Гц

X Yc.f-

6 - 95 Гц

(В.1)

Примечания

1    Ширина полосы частот группирования установлена в соответствии с шириной полосы пропускания измерительного приемника СИСЛР для частот от 9 до 150 кГц (см. ГОСТ 30805.16.1.1. полоса частот А).

2    Значения центральной частоты, например 2100.2300. 2500 Гц служат обозначениями соответствующей полосы частот группирования. Наивысшее значение центральной частоты равно 8900 Гц (см. рисунок В.1).

3    Для систем электроснабжения частотой 60 Гц к частотам, расположенным выше области частот гармоник. относят частоты, превышающие 2400 Гц.

4    Если в область частот гармоник включают гармоники до 50-го порядка, формулу (В.1) применяют для h 2 2500 Гц для систем электроснабжения 50 Гц и h 2 3100 Гц — для систем 60 Гц.

Рисунок В.1 — Схема распределения полос частот при измерениях в области от частоты гармоники 40-го порядка (для систем электроснабжения частотой 50 Гц) и до частоты 9 кГц

В.4 Схемы измерений для оценки эмиссии

Для улучшения повторяемости результатов измерений при оценке эмиссии следует установить и поддерживать постоянное значение полного сопротивления источника электропитания (электрической сети). Для этого между зажимами источника электропитания и зажимами ИТС должен быть включен эквивалент сети <ЭС), обеспечивающий установленное значение полного сопротивления в полосе частот от 2 до 9 кГц. Подключение ЭС показано на рисунках В.2. В.З (ЭС-1 — однофазный эквивалент сети. ЭС-2 — трехфазный эквивалент сети).

Примечание — При измерениях составляющих сигналов на частотах ниже 9 кГц принят подход, установленный в ГОСТ 30805.16.1.2.

G - источник электропитания; Zs — внутреннее полное сопротивление источника электропитания; М -- средство измерений. ЭС 1 — однофазный эквивалент сети; Zu — внутреннее полное сопротивление средства измерений lto/ - потребляемый ток ИТС: L - фазный провод; N — нейтральный провод PC — провод защитного заземления; ИТС — испытуемое

техническое средство

Рисунок В.2 — Схема измерений эмиссии составляющих потребляемого тока ТС в однофазных системах

21

L1

ЭС-2

ИТС

L2

J

L3

J-

N

1

РЕ

РЕ

СИ

ЭС-2 — трехфазный эквивалент сети; 11. Z.2. i.3 - фазные провода; N — нейтральный провод РЕ — провод защитною

заземления; ИТС - испытуемое техническое средство

Примечание — Конструкция ЭС-2 должна включать три однофазных эквивалента сети (нейтральные проводники соединяют вместе).

Рисунок В.З — Схема измерений эмиссии составляющих потребляемого тока ТС в грехфазных системах

Схема ЭС представлена на рисунке В.З (для упрощения приведен однофазный эквивалент сети)

РЕ

РЕ

Рисунок В.4 — Эквивалент сети для испытаний ТС с потребляемым током не более 16 А

При измерении токов, их значения должны быть измерены в проводниках, соединяющих ЭС и ИТС (например. в точке В. см. рисунок В.З).

Примечание — Если используется источник электропитания переменного тока, его индуктивность и активное сопротивление не должны превышать 160 мкГн и 0.1 Ом соответственно.

ГОСТ 30804.4.7-2013

Потребляемая мощность входной цепи не должна превышать 0,5 Вт при

напряжении 22ОЪ При наличии входов повышенной чувствительности (менее 50 В) входное сопротивление должно быть не менее 10 кОм/В.

Напряжение основной частоты (частоты системы электроснабжения), значительное по сравнению с другими составляющими напряжения, не должно вызывать перегрузки, приводящие к искажениям или интермодуляции сигналов во входных цепях СИ. Возникающие при этом дополнительные погрешности не должны нарушать установленную погрешность результатов измерений.

СИ должны иметь индикацию перегрузок.

53 Требования к точности измерений

Для СИ, предназначенных для измерения гармонических составляющих тока и напряжения, установлены два класса точности. Значения максимальной допустимой погрешности, приведенные в таблице 1, относятся к одночастотным установившимся сигналам в рабочей полосе частот, измеряемым СИ при установленных рабочих условиях (в части областей изменений температуры, влажности и напряжения питания СИ), которые должны быть установлены изготовителем СИ.

Примечание - При испытаниях ТС в соответствии с ГОСТ 30804.3.2.. допустимые значения погрешности должны быть установлены относительно применяемых норм (5 % применяемых норм) или номинального тока ТС 1Г (0,15 % 4)> в зависимости от того, что больше. Эти требования должны быть учтены при выборе диапазона изменений входного тока СИ.

26

ГОСТ 30804.4.7-2013

Таблица 1- Требования к точности измерений тока, напряжения и мощности

Класс

точности

СИ

Измеряемая

величина

У словия

Максимальная

погрешность

измерений

1

И апряжение

Um< 1 % Uпот

±5% Um ±0,05% иют

Ток

/ т > 3 % / ют 1т< 3% /ют

±5% 1т ±0, 15% I„от

Мощность

Рт>150Вт Рт< 150 Вт

± 1 % Рт ±1,5 Вт

II

И апряжение

^m>3% иют ит< 3% с/пот

±5% Um ±0,15% итт

Ток

/ т > 3 % I пот 1т<3 % -Гпот

±5% 1т ±0,5%/пот

I mm ~ номинальное значение диапазона измерения тока средством измерений,

f/nom ~ номинальное значение диапазона измерения напряжения средством измерений;

Цщ > 1т и Ли ~ измеряемые величины._

Примечания

1    СИ класса I применяют, если необходимо проведение измерений с высокой точностью, например, при проверке соответствия стандартам, выполнении условий договоров, предусматривающих возможность разрешения спорных вопросов путем измерений, и т.д. Любые измерения, выполненные двумя различными СИ класса I, должны при измерении одних и тех же сигналов обеспечивать получение воспроизводимых результатов с установленной погрешностью (или индицировать условия перегрузки).

2    СИ класса I применяют для проведения измерений эмиссии гармонических и интергармоштескнх люков и напряжений. СИ класса II применяют при общих обследованиях. Допускается применение СИ класса II для проведения измерений эмиссии, если значения измеряемых величин таковы, что даже при допущении повышенной неопределенности измерений очевидно, что установленные нормы не превышаются. Практически при этом значения измеряемых величин должны быть менее 90 % установленных норм.

3    Дополнительно для СИ класса I сдвиг фаз между индивидуальными каналами должен быть менее h 1 .

27

ГОСТ 30804.4.7-2013

Частоты, находящиеся вне полосы частот измерений СИ, должны быть

ослаблены так, чтобы не оказывать влияния на результаты измерений. Для получения необходимого ослабления, частота отсчетов входного сигнала может быть много больше, чем полоса частот измерений. Например, анализируемый сигнал может иметь составляющие на частотах, превышающих 25 кГц, но учитываются лишь составляющие на частотах до 2 кГц. Необходимо применять низкочастотный фильтр, исключающий паразитное наложение спектров, с частотой среза по уровню 3 дБ превышающей полосу частот в которой проводят измерения. Ослабление вне полосы пропускания должно превышать 50 дБ.

Примечание - Например, фильтр Баттерворта пятого порядка обеспечивает ослабление на 50 дБ на частотах, в три раза превышающих частоту среза на уровне 3 дБ.

Если необходимо проводить измерения гармоник порядка выше 15 при номинальном токе более 5 А и минимальной неопределенности измерений, целесообразно использовать внешний шунт или датчик тока, согласованные так, что бы обеспечить прохождение номинального тока испытуемого ТС.

Для СИ, предназначенных только для измерения гармоник, требования к погрешности применяют только в отношении измерения гармонических составляющих

Для достижения точности, установленной в таблице 1, целесообразно предусматривать в конструкции СИ возможность простой подстройки с четкой индикацией. Для этого может быть применен внутренний или внешний калибратор. Неопределенность значений внутреннего калибратора должна быть указана. Погрешности, вызванные наиболее важными влияющими факторами (температура,

ГОСТ 30804.4.7-2013

напряжение электропитания СИ и т.д.) должны быть установлены изготовителем, как

для СИ, таки для внутреннего калибратора (при наличии).

5.4 Схема измерении и напряжение электропитания

5.4.1 Схемы измерений для оценки эмиссии Схемы измерений приведены на рисунках 2 и 3.

A UL

A UN

Us - напряжение «фаза - нейтраль» источника электропитания; U- напряжение на зажимах И ТС; Zit Zj^- п олные сопр от явления пр ов о дов и вхо дн ой цепи измерения тока, A U- падение напряжения на сопротивлениях Ziy Zn (AU = AUl+ AJ/jv); L - фазный провод, N - нейтральный провод, И ТС - испытуемое техническое средство

Рисунок 2 - Схема измерений эмиссии в однофазных системах

29

A tfc

A UN

Us - напряжение «фаза - нейтраль» источника электропитания, U- напряжение на зажимах И ТС, Zit “ полные сопротивления проводов и входной цепи измерения тока, A U- падение напряжения на сопротивлениях Zl,Zm(AU= AUl+ Л£/аг);    L\,    L2, L3 - фазные провода, N-нейтральный провод; ИТС-


испытуемое техническое средство

Рисунок 3 - Схема измерений эмиссии в трехфазных системах

5.4.2 Напряжение электропитания для измерений эмиссии

5.4.2.1    Общие положения

При измерениях в целях оценки гармоник потребляемого тока до 40-й гармоники частоты сети испытательное напряжение U на зажимах ИТС должно соответствовать установленным ниже тр ебованиям

5.4.2.2    Требования для ТС с потребляемым током не более 1 б А в одной фазе

30

ГОСТ 30804.4.7-2013

При испытаниях ТС с потребляемым токомне более 16 А в одной фазе должно быть о б еспечен о со о тв ет стви е еле дую щим тре б ованиям:

а) при проведении испытаний ТС отклонения испытательного напряжения от установленного значения не должны превышать ±2%, отклонения частоты питания от номинального значения -    ± 0,5 %. Если испытуемое ТС функцио

нирует в определенном диапазоне изменений напряжения электропитания, испытательное напряжение должно соответствовать номинальному напряжению системы электроснабжения, для подключения к которой предназначено ТС (например, фазному напряжению 220 В, соответствующему межфазному напряжению 380 В).

Для облегчения измерений в трехфазных трехпроводных сетях при отсутствии нейтрального проводника допускается применение искусственной нейтральной точки с использованием трех резисторов, сопротивления которых установлены с погрешностью 1 %. Цель применения искусственной нейтральной точки - обеспечение проведения измерений напряжения и мощности в одной фазе как при конфигурации «фаза - нейтраль», так и при конфигурации «фаза - фаза». Погрешность измерения тока ИТС в результате влияния нагрузки входных цепей напряжения СИ и любых установленных цепей искусственной нейтральной точки, не должны превышать 0,05 %.

Примечание- Во многих случаях в использовании искусственной нейтрали нет необходимости, но при ее применении следует учитывать ряд рекомендаций. Искусственная нейтральная точка может быть создана тремя входными полными сопротивлениями вольтметров СИ. В качестве альтернативы, искусственная нейтраль может включать полные сопротивления существующих цепей плюс входные полные сопротивления вольтметров СИ. В озможно также, что цепь искусственной нейтрали (при наличии) и входные сопротивления вольтметров могут быть соединены так, чтобы не вносить погрешности при измерении тока (т. к. нагрузка присутствует на стороне источника напряжения

31

ГОСТ 30804.4.7-2013

Содержание

1    Область применения..................................................................

2    Нормативные ссылки..................................................................

3    Термины, определения, обозначения и индексы...........................

3.1    Определения, относящиеся к частотному анализу сигналов с

применением преобразования Фурье..........................................

3.2    Термины и определения, относящиеся к гармоникам ................

3.3    Термины и определения, относящиеся к коэффициентам

искажения ...........................................................................................

3.4    Термины и определения, относящиеся к интергармоникам......

3.5    Обозначения и индексы .......................................................

4    Общие понятия. Общие требования к средствам измерений всех

видов .......................................................................................

4.1    Характеристики измеряемых сигналов .................................

4.2    Классы точности средств измерений.....................................

4.3    Виды измерений ............................................................

4.4    Общая структура средства измерений...................................

5    Измерение гармоник ..................................................................

5.1    Измерительные входы тока..................................................

5.2    Измерительные входы напряжения...............................

5.3    Требования к погрешности измерений ................................

ГОСТ 30804.4.7-2013

преобразователя тока). Во многих других случаях погрешности вызванные нагрузочным эффектом цепи искусственной нейтрали, и входными полными сопротивлениями вольтметров СИ, могут быть скомпенсированы регулирующими петлями обратной связи в источнике, вводимыми так, чтобы погрешности измерений, которые в иных случаях могли бы возникнуть, фактически отсутствовали. Удовлетворительные результаты, приводящие к тому, что установленная неопределенность измерений не превышается, могут дать многие другие конфигурации,

b)    в случае трехфазной системы электроснабжения три меж фазных на пряже-

О    о

ния основной частоты должны иметь углы фазового сдвига 0 ;    120 ±

ООО

1,5 ; 240 ± 1,5 ;

c)    гармоники испытательного напряжения U при подключении и нормальном функционировании И ТС не должны превышать:

0,9% - для гармоник 3-го порядка;

0,4% -    »    »    5-го    »;

0,3% - »    »    7-го    »;

0,2% - >>    >>    9-го    »;

0,2% - для четных гармонических составляющих от 2-го до 10-го порядка; 0,1%-для гармонических составляющих от 11-го до 40-го порядка;

d)    пиковое значение испытательного напряжения должно составлять от 1,404 до 1,424 среднеквадратичного значения и находиться в пределах угла фазового

о    о

сдвига 87 - 93 от момента прохождения напряжения через нуль,

e)    амплитудное значение падения напряжения AU на полном сопротивлении проводов схемы измерения и входной цепи измерения тока не должно превышать

0,5 В.

32

ГОСТ 30804.4.7-2013

5.4.2.3 Требования для ТС с потребляемым током более 16 А, но не более 75 А в одной фазе

При испытаниях ТС с потребляемым током более 16 А, но не более 75 А в одной фазе должно быть обеспечено соответствие следующим требованиям:

a)    испытательное напряжение должно соответствовать номинальному напряжению ТС. Если испытуемое ТС функционирует в определенном диапазоне изменений напряжения электропитания, выходное напряжение должно быть номинальным напряжением системы электроснабжения (например, 120В, 220 В или 230 В для однофазных систем, 380 В, 400 В для трехфазных систем). Для облегчения измерений в трех фазных трехпроводных сетях при отсутствии нейтрального проводника допускается применение искусственной нейтральной точки с использованием трех резисторов, сопротивления которых установлены с погрешностью 1 %. Цель применения искусственной нейтральной точки -обеспечение проведения измерений напряжения и мощности в одной фазе как при конфигурации «фаза - нейтраль», так и при конфигурации «фаза - фаза». Погрешность измерения тока ИТС в результате влияния нагрузки входных цепей напряжения СИ и любых установленных цепей искусственной нейтральной точки, не должны превышать 0,05 %,

b)    отклонения испытательного напряжения от установленного значения не

должны превышать ± 2 %, отклонения частоты питания от номинального значения -    ±0,5%,

33

ГОСТ 30804.4.7-2013

c)    в случае трехфазной системы электроснабжения не симметрия напряжений должна быть меньше 50 % уровня электромагнитной совместимости по несимметрии, установленного в [2];

d)    гармонические составляющие испытательного напряжения U в режиме холостого хода (без подключения И ТС) не должны превышать:

1,5 % - для гармоник 5- го порядка;

1,25 % - >>    » 3-го и    7-го    »;

0,7%    - »    »    11-го    »;

0,6%    - >>    » 9-го и 13-го    >>;

0,4% - для четных гармонических составляющих от 2-го до 10-го порядка; 0,3 % - для гармонических составляющих 12-го    и от    14-го    до    40    -    го

порядка;

e)    для применения требований, установленных в ГОСТ 30804.3.12, таблицы 2 и 3, полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы отношение короткого замыкания Rxe (см. определение в ГОСТ ЗОВ04.3.12 было

равно или превышало минимальное значение Rsce (i^ce wa„), обеспечивающее соответствие ТС нормам гармонических составляющих тока, при возможном введении реакторов.    Для применения требований, установленных в ГОСТ

30804.3.12 таблица 4, полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы значение Rxe не    менее    чем    в    1,6    раза    превышало

минимальное значение Rsce, обеспечивающее соответствие ТС нормам гармонических составляющих тока, при возможном введении реакторов.

34

ГОСТ 30804.4.7-2013

Примечание - Коэффициент 1,6 введен в связи с тем, что для ТС, подключенного к системе электроснабжения, значение Rsce которой превышает значение ЛВИ, уровень эмиссии гармонических составляющих тока возрастает, что было учтено при установлении норм в ГОСТ 30804.3.12, таблицы 2 и 3,

f) полное сопротивление источника электропитания должно учитывать полные сопротивления проводов схемы измерения и входной цепи измерения тока.

Примечание - Выбор указанных требований к полному сопротивлению и допустимым искажениям напряжения источника электропитания представляет собой компромисс, учитывающий, что высококачественные источники электропитания с высокой нагрузкой по току редки. Воспроизводимость результатов испытаний при использовании различных источников электропитания, отвечающих указанным требованиям к допустимым искажениям напряжения и полному сопротивлению, может быть недостаточной. Повторяемость результатов при использовании одного и того же источника электропитания является удовлетворительной. Если возможно, следует использовать источники электропитания с более низкими искажениями напряжения и внутренним полным сопротивлением.

5.4.3 Мощность ТС

Мощность ТС, при необходимости, измеряют с учетом значений напряжения на зажимах U (см. рисунок 2 или 3) и тока, потребляемого И ТС. Если используют источник электропитания, включающий измеритель тока, мощность ТС измеряют с учетом значений напряжения на зажимах источника и тока, потребляемого ИТС.

35

ГОСТ 30804.4.7-2013

5.5 Оценка эмиссии rap моиик

Ниже установлены требования к устройствам пост процессорной обработки в СИ (см. рисунок 1).

5.5.1 Группирование и сглаживание

Для оценки гармоник результаты дискретного преобразования Фурье (см. «Выход 1» на рисунке 1) должны быть, во - первых, сгруппированы так, чтобы получить сумму квадратов значений промежуточных спектральных составляющих между двумя смежными гармониками в соответствии с выражением (8) и рисунком 4. При группировании используют только промежуточные спектральные составляющие, расположенные выше гармоники второго порядка. Результатом группирования являются гармонические группы Ygh порядка к соответствующие центральным составляющим частотных областей, отмеченных заливкой на рисунке 4. Значение    рассчитывают    по    формуле    (8).    Для    систем

электроснабжения частотой 50 Гц (N=10) значение равно корню квадратному суммы квадрата значения гармонической составляющей порядка h плюс сумма квадратов значений смежных спектральных составляющих на позициях от п - 4 до п + 4, плюс половина квадрата значения составляющей на позиции п - 5, плюс половина квадрата значения составляющей на позиции п+ 5 :

1    1    N!2-\    j

Y “5,h    = — Y "с, <Nh>N/2    +    ^    Y~C,(Nh)+k    + —Y~C(Nh)*NI2 ^    (g)

2    JK-W/2)+l    2

где YQ(Nh) +М2 ~ среднеюзадратическое значение спектральной составляющей, со-отв ет ст вующей конкр етн ой част отн ой п озиции дискр ет но го пр е о бр аз ования Фур ье,

(NH) + к - номер спектральной составляющей;

36

Сохраните страницу в соцсетях:
Другие документы раздела "Прочие"
РАЗДЕЛЫ САЙТА

НОРМАТИВНЫЕ
ДОКУМЕНТЫ

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ