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如何打倒谐波测量的“拦路虎”?

作者:时间:2017-06-03来源:网络收藏

众所周知,是一种由非线性负载产生的常见干扰信号,它会影响设备的正常工作,是电气设备设计时非常关注的一项参数。特别是并网设备,其生成的会流入电网造成污染,影响附近供电环境的电能质量。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/347070.htm

IEC61000-4-7测量标准

要对并网设备中波动的电压电流进行精确测量,需根据IEC61000-4-7标准(对应国标GB/T-17626.7-2008)中的规定公式,以10个信号周期的时间窗,5Hz的频谱分辨率对信号进行FFT分析。但若想保证FFT结果真实有效,测量仪器需针对FFT常见的频谱混叠和频谱泄露问题进行处理。普通的功率计对这两种问题并没有针对性措施,因此结果存在偏差,其谐波分析功能也沦为鸡肋。


图1 IEC61000-4-7标准

该如何解决和频谱泄露这两头的“拦路虎”呢?致远电子PA300系列功率计除了谐波算法符合IEC61000-4-7谐波测量标准要求外,还配备了以下两种“独门武器”,目的是解决频谱混叠和频谱泄露这两头谐波测量的“拦路虎”。


图2 PA300系列功率计

从源头抑制频谱混叠与频谱泄露

抗混叠滤波器:根据采样定理fs≥2f,若输入信号包含的最大频率f >采样频率fs的一半,则采样后的信号将无法正确还原。功率计内置纯硬件抗混叠滤波器,可将被测信号的高频杂波部分去除,防止频谱混叠现象的出现。


图3 高频噪声引起频谱混叠

锁相环技术:当采样周期不是信号周期的整数倍时,截取的采样部分数据就不是一个完整的周期信号,FFT时会出现频谱泄露,影响幅值测量的准确。为了最大限度的抑制频谱泄露,PA300通过锁相环倍频技术让采样频率同步跟踪输入信号的基波频率,从根源上杜绝了频谱泄露现象的产生。


图4 同步采样有效避免频谱泄露

功率计功能拓展——软件

在保证谐波准确测量的同时,解决谐波问题通常需要查看各次谐波数据、谐波柱状图、趋势图以及波形图等功能。这些功能都可以通过软件实现测量与显示。数据可以选择由USB、GP-IB、RS-232或以太网通信接口上传到PC端,并通过软件在PC端上实现同步显示和数据报表导出,真正为用户解决谐波测量的问题。


图5 PAM软件



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