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 (Издание с Поправкой)

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.

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 будет 5 Гц.

Требования к синхронизации частоты дискретизации с частотой сети не устанавливают.

Среднеквадратичное значение спектральной составляющей на частоте обозначено , например 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.3 Группирование

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 определяют по формуле

.                                                   (B.1)

Примечания

1 Ширина полосы частот группирования установлена в соответствии с шириной полосы пропускания измерительного приемника СИСПР для частот от 9 до 150 кГц (см. ГОСТ 30805.16.1.1-2013**, 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 2500 Гц для систем электроснабжения 50 Гц и 3100 Гц - для систем 60 Гц.