如何打倒諧波測量的“攔路虎”
發布時間：2014-09-15 責任編輯：echolady
【導讀】諧波是一種常見幹擾信號,它(ta)是(shi)由(you)非(fei)線(xian)性(xing)負(fu)載(zai)產(chan)生(sheng)的(de)。諧(xie)波(bo)會(hui)影(ying)響(xiang)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)設(she)計(ji)時(shi)非(fei)常(chang)關(guan)注(zhu)的(de)一(yi)項(xiang)參(can)數(shu)。特(te)別(bie)是(shi)並(bing)網(wang)設(she)備(bei)，其(qi)生(sheng)成(cheng)的(de)諧(xie)波(bo)會(hui)流(liu)入(ru)電(dian)網(wang)造(zao)成(cheng)汙(wu)染(ran)，從(cong)而(er)使(shi)附(fu)近(jin)供(gong)電(dian)環(huan)境(jing)的(de)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang)。
IEC61000-4-7諧波測量標準
要對並網設備中波動的電壓電流進行精確測量，需根據IEC61000-4-7標準(對應國標GB/T-17626.7-2008)中的規定公式，以10個信號周期的時間窗，5Hz的頻譜分辨率對信號進行FFT分析。但若想保證FFT結果真實有效，測量儀器需針對FFTchangjiandepinpuhundiehepinpuxieluwentijinxingchuli。putongdegonglvjiduizheliangzhongwentibingmeiyouzhenduixingcuoshi，yincixieboceliangjieguocunzaipiancha，qixiebofenxigongnengyelunweijilei。
圖1：IEC61000-4-7諧波測量標準
該如何解決頻率混疊和頻譜泄露這兩頭諧波測量的“攔路虎”呢?致遠電子PA300係列功率計除了諧波算法符合IEC61000-4-7諧波測量標準要求外，還配備了以下兩種“獨門武器”，目的是解決頻譜混疊和頻譜泄露這兩頭諧波測量的“攔路虎”。
圖2：PA300係列功率計
從源頭抑製頻譜混疊與頻譜泄露
抗混疊濾波器：根據采樣定理fs≥2f，若輸入信號包含的最大頻率f >采樣頻率fs的(de)一(yi)半(ban)，則(ze)采(cai)樣(yang)後(hou)的(de)信(xin)號(hao)將(jiang)無(wu)法(fa)正(zheng)確(que)還(hai)原(yuan)。功(gong)率(lv)計(ji)內(nei)置(zhi)純(chun)硬(ying)件(jian)抗(kang)混(hun)疊(die)濾(lv)波(bo)器(qi)，可(ke)將(jiang)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)高(gao)頻(pin)雜(za)波(bo)部(bu)分(fen)去(qu)除(chu)，防(fang)止(zhi)頻(pin)譜(pu)混(hun)疊(die)現(xian)象(xiang)的(de)出(chu)現(xian)。
圖3：高頻噪聲引起頻譜混疊
鎖相環技術：當采樣周期不是信號周期的整數倍時，截取的采樣部分數據就不是一個完整的周期信號，FFT時會出現頻譜泄露，影響幅值測量的準確。為了最大限度的抑製頻譜泄露，PA300通過鎖相環倍頻技術讓采樣頻率同步跟蹤輸入信號的基波頻率，從根源上杜絕了頻譜泄露現象的產生。
圖4：同步采樣有效避免頻譜泄露
功率計功能拓展——PAM軟件
在保證諧波準確測量的同時，解決諧波問題通常需要查看各次諧波數據、諧波柱狀圖、趨勢圖以及波形圖等功能。這些功能都可以通過PAM軟件實現測量與顯示。數據可以選擇由USB、GP-IB、RS-232或以太網通信接口上傳到PC端，並通過PAM軟件在PC端上實現同步顯示和數據報表導出，真正為用戶解決諧波測量的問題。
圖5：PAM軟件
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