目前，變頻電量高精度測(cè)量主要采用高精度寬頻帶功率分析儀和霍爾電壓、電流傳感器構(gòu)成的功率測(cè)試系統(tǒng)。那么，是不是只要功率分析儀和霍爾電壓、電流傳感器的精度都足夠高，功率測(cè)試系統(tǒng)精度就一定高呢？

　　答案是否定的！

一、功率測(cè)試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之一：傳感器角差指標(biāo)不明確

　　顯然，功率測(cè)試系統(tǒng)精度取決與功率分析儀及傳感器的精度均有關(guān)系。而功率測(cè)試系統(tǒng)的核心測(cè)量參量為交流電有功功率。正弦交流電有功功率P=UIcosφ。非正弦交流電有功功率等于各次諧波的有功功率之和，而各次諧波的有功功率同樣滿足P=UIcosφ的計(jì)算公式。

　　從有功功率計(jì)算公式可以看出，功率測(cè)量準(zhǔn)確度取決于電壓有效值、電流有效值及電壓和電流的相位差三個(gè)參量的測(cè)量準(zhǔn)確度。

　　而電壓和電流的相位差測(cè)量與傳感器一次輸入和二次輸出之間的相位偏移（或相位誤差，下稱角差）以及測(cè)量電路引入的相位偏移有關(guān)。并且，只要相位偏移存在，不論測(cè)量方法中是否利用了相位差，對(duì)功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響是相同的。

　　用于傳統(tǒng)電能計(jì)量的電壓、電流互感器有明確的角差指標(biāo)，例如：0.2級(jí)電流互感器表示電流互感器的比差為0.2%，角差為10′（60′=1°）。

　　然而，由于霍爾電壓、電流傳感器等主要用于工業(yè)控制中獨(dú)立的電壓、電流測(cè)量，相位誤差不會(huì)對(duì)其系統(tǒng)造成明顯的影響，因此，霍爾電壓、電流傳感器通常不標(biāo)稱角差。

　　銀河電氣變頻電量計(jì)量檢測(cè)研究中心對(duì)國(guó)內(nèi)外大量霍爾電壓、電流傳感器的角差進(jìn)行了抽檢，發(fā)現(xiàn)霍爾電壓傳感器的角差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同精度等級(jí)的互感器的角差，某進(jìn)口品牌的6400V的霍爾電壓傳感器，角差大約為240′。

　　相同的角差，在不同功率因數(shù)時(shí)，對(duì)功率測(cè)量的準(zhǔn)確度影響不同，240′的角差：

　　功率因數(shù)為1時(shí)，對(duì)功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響約為0.2%；

　　功率因數(shù)為0.8時(shí)，對(duì)功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響約為5.5%；

　　功率因數(shù)為0.2時(shí)，對(duì)功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響約為34%！（詳細(xì)參見(jiàn)銀河文庫(kù)：不同功率因數(shù)下相位誤差對(duì)功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響）

　　顯然，采用這樣的霍爾電壓傳感器構(gòu)建的功率測(cè)試系統(tǒng)，不論電壓傳感器精度（幅值精度）和功率分析儀精度多高，都無(wú)法保障功率測(cè)試系統(tǒng)精度。

二、功率測(cè)試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之二：量程不匹配

　　任何電測(cè)量?jī)x表，都存在一個(gè)共性，對(duì)于固定量程，電壓、電流信號(hào)越小（相對(duì)量程的比例），測(cè)量精度越低。

　　為了拓寬高精度測(cè)量范圍，目前市面上的高精度功率分析儀，大多數(shù)采用多量程方案，可以在較寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)量精度。

　　例如：WT3000高精度功率分析儀的電壓設(shè)置了15V、30V、60V、100V、150V、300V、600V、1000V八個(gè)量程。

　　該儀表的相鄰量程之間的比值均為超過(guò)2，量程設(shè)置滿足常規(guī)的半量程保證精度的思路。在7.5V～1000V范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，算是很寬的測(cè)量范圍了。

　　然而，在霍爾電壓、電流傳感器與功率分析儀構(gòu)建的功率測(cè)試系統(tǒng)中，功率分析儀接受的是霍爾電壓、電流傳感器的輸出信號(hào)。以LEM公司的LV200-AW/2/6400為例，其一次電壓為6400V時(shí)，二次輸出為80mA電流，而傳感器的供電電源電壓不超過(guò)24V，電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)之后，其峰值不超過(guò)±24V，有效值（按照正弦波峰值因數(shù)計(jì)算）不超過(guò)17V。當(dāng)采用±12V或單24V等電源供電時(shí)，其輸出有效值不超過(guò)8.5V。

　　針對(duì)該傳感器，功率分析儀的可用量程基本上只有15V一個(gè)量程。功率分析儀的多量程基本失去了意義，寬范圍內(nèi)，功率測(cè)試系統(tǒng)精度仍然得不到保障。（詳細(xì)參見(jiàn)銀河百科：寬幅值范圍）

三、功率測(cè)試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之三：帶寬不匹配

　　變頻器輸出電壓為PWM波，PWM波具有豐富的諧波，信號(hào)占據(jù)很寬的帶寬，按照“GB/T22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法”的規(guī)定，對(duì)于兩電平變頻器，測(cè)試裝置帶寬應(yīng)在6倍開(kāi)關(guān)頻率以上，變頻器帶寬按照2kHz計(jì)算，電壓傳感器帶寬應(yīng)在12kHz以上，作為更加通用的要求，一般建議在30kHz以上。

　　變頻器負(fù)載通常為電機(jī)，電機(jī)為感性負(fù)載，可以濾除大部分高次諧波，因此，變頻器測(cè)試或變頻電機(jī)測(cè)試中，對(duì)電流傳感器的帶寬要求可遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電壓。

　　閉環(huán)式的霍爾電流傳感器帶寬可達(dá)100kHz甚至更高，可以滿足絕大多數(shù)變頻器及變頻電機(jī)測(cè)試需要。

　　然而，霍爾電壓傳感器帶寬通常較窄，一般在15kHz以內(nèi)，作為一般規(guī)律，電壓越高，霍爾電壓傳感器帶寬越窄，以LV200-AW/2/6400為例，其帶寬僅700Hz左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足變頻器輸出電壓測(cè)量的需要！

　　相比之下，目前功率分析儀的電壓、電流帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電壓傳感器的帶寬。

　　作為傳感器與儀表構(gòu)建的系統(tǒng)而言，理想的帶寬配置是傳感器帶寬高于儀表帶寬，一方面保證傳感器具有足夠的帶寬，確保信號(hào)不失真，另一方面，儀表可以設(shè)置低通濾波器濾除高頻干擾信號(hào)或不關(guān)注的頻率成分。

　　而霍爾電壓傳感器與功率分析儀構(gòu)建的功率測(cè)試系統(tǒng)中，情況恰恰相反：傳感器帶寬過(guò)窄，損失了信號(hào)的高頻分量，功率分析儀帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳感器帶寬，測(cè)到的高頻分量全部為干擾信號(hào)。功率分析儀帶寬得不到發(fā)揮！寬頻段范圍內(nèi)，功率測(cè)試系統(tǒng)精度得不到保障?。ㄔ敿?xì)參見(jiàn)：銀河百科：寬頻功率分析儀核心技術(shù)指標(biāo)剖析＿選購(gòu)注意事項(xiàng)）

四、功率測(cè)試系統(tǒng)精度影響因數(shù)之四：傳輸環(huán)節(jié)的干擾

　　電磁波作為一種特殊形態(tài)的物質(zhì)，廣泛存在于整個(gè)宇宙中，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在影響著人們的生活及生產(chǎn)。

　　干擾越大，信號(hào)受影響越大，而相同干擾情況下，信號(hào)越大，受干擾影響越小。

　　傳統(tǒng)的工頻電量測(cè)量用傳感器主要為電壓、電流互感器，輸出電壓、電流典型值分別為100V、5A，信號(hào)較大。

　　電磁干擾主要由非線性設(shè)備產(chǎn)生，傳統(tǒng)的互感器測(cè)試場(chǎng)合，大多為線性設(shè)備，干擾較小。

　　霍爾電壓、電流傳感器為有源器件，受供電電源的限制，通常輸出電壓低，并且一般為低功耗器件，輸出電流小。

　　采用霍爾電壓、電流傳感器測(cè)量的場(chǎng)合，大多針對(duì)變頻器、逆變器、整流器、斬波器等非線性設(shè)備，干擾較大。

　　相比之下，互感器測(cè)量時(shí)，環(huán)境干擾小而被測(cè)信號(hào)大。霍爾電壓、電流傳感器測(cè)量場(chǎng)合，環(huán)境干擾大而被測(cè)信號(hào)小。此消彼長(zhǎng)，起此彼伏，霍爾電壓、電流傳感器受干擾程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電壓、電流互感器。受干擾影響，通常很難保障功率測(cè)試系統(tǒng)精度。（詳細(xì)參見(jiàn)銀河百科：前端數(shù)字化）

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