费思FT360系列高端数字万用表在市电谐波分析中的应用

　　随着城市化和工业化的进一步发展，越来越多的电力电子设备在电网中广泛使用，这也产生了大量的电力谐波注入到电网，这种不受控的电力谐波业已成为电力系统的一大公害。只有对市电进行电力谐波分析才可以分析出其附近区域内电网工作状况，从而为电网安全状态提供有依可靠的依据。

　　由于市电电压在120～380V范围内，峰值电压小于1000V，使用费思科技的FT360系列高端数字万用表即可方便测量，并且可以反映出大多数设备工作的电压环境。

　　深圳市费思泰克科技有限公司研发制造的FT360系列高端数字万用表共有两款型号，即FT365和FT368，其全称为超强功能数据通讯真有效值万用表。本文即是以费思科技的高精度手持式高端数字万用表FT365和FT368为例，利用FT365/FT368万用表的DCV挡的1000V量程和10kSa/s采样速度对市电信号采集，利用USB接口上传采集的数据，借助其所具备的谐波分析功能对电力信号的全自动采集和存储，再借助配置的Faithview软件的强大运算能力对数据进行分析，从而得到谐波分析结果，整个测试系统可以做到全自动运行。

　　电力谐波的危害

　　电力谐波对电力传输和使用都会造成很大的危害，通常表现在以下几个方面：

　　①电力谐波会引起电网的谐振，对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器件，电网谐振常会使之烧毁。

　　②谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。

　　③电力谐波会造成电力设备过热或电力损耗，会对使用电源工作的电子设备造成干扰，导致设备工作不稳定，验证时可能损坏设备。

　　动态实时的监控和测量电力网络中的谐波，对电力安全有很重要的意义。

　　电力信号测量分析环境准备

　　1、硬件环境

　　FT365或FT368一台、普通电脑一台。硬件上只需要用USB线连接数字万用表和电脑即可开始工作。硬件连接示意图如图1所示。

　　2、实现原理

　　此实验需要数字万用表具有高速采样、高精度测量和宽的电压测量范围特性，而费思科技的FT365/FT368数字万用表正好具备以上全部性能。其中，它的最高测量速度达到了10kSa/s，直流电压测量准确度可以达到0.025%，量程范围为50mV～1000V。在测试环境准备完毕后，利用电脑远程命令对其进行设置，然后开始进行数据采集，可以方便的直接对市电信号进行多样本采样，同时，还可以将所采集数据传输到电脑进行进一步分析。

　　3、软件环境

　　费思科技为FT365/FT368数字玩拥抱配备了功能强大的Faithview软件，通过在PC机上运行该软件可以实现趋势绘图、数据采集、内存查看、逻辑分析、单通道示波和谐波分析等功能。其中的谐波分析功能即可监控市电的电能质量，其经过对采样数据进行傅立业变换，计算出电路中的25次谐波分量，并以柱状图的列表方式显示，从而帮助用户分析和判断市电的电能质量。

　　电力信号测量与分析

　　多数电力系统可以容忍一定程度的谐波电流，但当谐波在总负载中所占比例较为明显时就会出现问题。随着这些频率较高的电流流经电力系统，它们会造成通信错误、过热和硬件受损，比如：

　　配电设备、电缆、变压器、备用发电机等过热;

　　谐波阻抗造成的高电压和环流;

　　发热并浪费电能的高中性线电;

　　因电压失真严重导致设备故障;

　　增大了连接设备中的内部能耗，造成元器件失效并缩短使用寿命;

　　支路断路器伪跳闸;

　　计量错误;

　　配线和配电系统失火;

　　发电机失效。

　　因此，通过使用FT365/FT368的谐波测试分析功能来分析所测电力系统的电力的质量状况，并根据所得到的报告制定针对的解决方案，以减轻电力系统对使用设备的伤害。

　　结论

　　通过使用费思科技的FT365/FT368数字万用表对市电网络进行分析和判断，从而得到市电电力网络运行状况。利用FT365/FT368数字万用表的DCV挡的1000V量程和10kSa/s采样速度对市电信号采集分析，按照采样定律，可以有效分析出市电的信号状况，足以满足普通电力的监测应用。同时利用FT365/FT368的Faithview软件的谐波分析功能和高速、高精度测量能力以及灵活的通信接口，可以很方便地对电力网络进行实时分析，并实时绘制分析结果，以监测电力网络的状况。可以说整个系统简单灵活，具有很大的实用价值。