zlg致遠電子-功率計技術專題

眾所周知,諧波是一種由非線性負載產生的常見干擾信號,它會影響設備的正常工作,是電氣設備設計時非常關注的一項參數。特別是并網設備,其生成的諧波會流入電網造成污染,影響附近供電環境的電能質量。那么該如何準確測量設備或電網的諧波含量呢?

IEC61000-4-7諧波測量標準

要對并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FFT常見的頻譜混疊和頻譜泄露問題進行處理。普通的功率計對這兩種問題并沒有針對性措施,因此諧波測量結果存在偏差,其諧波分析功能也淪為雞肋。

圖1-1IEC61000-4-7諧波測量標準

致遠電子PA300系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1-2PA300系列功率計
從源頭抑制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的一半,則采樣后的信號將無法正確還原。PA300系列功率計內置純硬件抗混疊濾波器,可將被測信號的高頻雜波部分去除,防止頻譜混疊現象的出現。

圖1-3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。為了最大限度的抑制頻譜泄露,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1-4同步采樣有效避免頻譜泄露
功率計功能拓展——PAM軟件

一些PA300系列功率計無法直接顯示的測試功能,可以通過PAM軟件實現測量與顯示,如所有測量參數數值、各次諧波數據、諧波柱狀圖、趨勢圖以及波形圖等。測試數據可以選擇由USB、GP-IB、RS-232或以太網通信接口上傳到PC端,并通過PAM軟件在PC端上實現同步顯示和數據報表導出。

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