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电力系统谐波测量方法综述
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2.谐波分析的测量方法
谐波分析是信号处理的一种基本手段。在电力系统的谐波分析中，主要采用各种谐波分析仪分析电网电压、电流信号的谐波，该类仪表的谐波分析次数一般在40次以下。
对于富含谐波的变频器输出的PWM波，其谐波主要集中在载波频率的整数倍附近，当载波频率高于基波频率40倍时，采用上述谐波分析设备，其谐波含量近似等于零，不能满足谐波分析的需要。
上述场合，当载波频率固定时，谐波的频率范围相对固定，而所需分析的谐波次数，与基波频率密切相关，基波频率越低，需要分析的谐波次数越高。一般宜采用宽频带的，运算能力较强、存储容量较大的变频功率分析仪，根据需要，其谐波分析的次数可达数百甚至数千次。例如，当载波频率为2kHz，基波频率为50Hz时，其40次左右的谐波含量最大；当基波频率为5Hz时，其400次左右的谐波含量最大，需要分析的谐波次数一般至少应达到2000次。
同时，选择仪表的同时，还应选择合适带宽的传感器，因为传感器的带宽将限制进入二次仪表的信号的有效带宽。一般用选择宽频带的电压、电流传感器，如：变频功率传感器。
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4.谐波含量的处理测量
D1 谐波电压（或电流）测量应选择在电网正常供电时可能出现的最小运行方式，且应在谐波
源工作周期中产生的谐波量大的时段内进行（例如：电弧炼钢炉应在熔化期测量）。
当测量点附近安装有电容器组时，应在电容器组的各种运行方式下进行测量。
D2 测量的谐波次数一般为第2 到第19 次，根据谐波源的特点或测试分析结果，可以适当
变动谐波次数测量的范围。
D3 对于负荷变化快的谐波源（例如：炼钢电弧炉、晶闸管变流设备供电的轧机、电力机车
等），测量的间隔时间不大于2min，测量次数应满足数理统计的要求，一般不少于30 次。
对于负荷变化慢的谐波源（例如：化工整流器、直流输电换流站等），测量间隔和持续时
间不作规定。
D4 谐波测量的数据应取测量时段内各相实测量值的95%概率值中最大的一相值，作为判断
谐波是否超过允许值的依据。
但对负荷变化慢的谐波源，可选五个接近的实测值，取其算术平均值。
注：为了实用方便，实测值的95%概率值可按下述方法近似选取：将实测值按由大到
小次序排列，舍弃前面5%的大值，取剩余实测值中的最大值。
D5 谐波的测量仪器。
D5.1 仪器的功能应满足本标准测量要求。
D5.2 为了区别暂态现象和谐波，对负荷变化快的谐波，
每次测量结果可为3s 内所测值的平均值。推荐采用下式计算：
() U
m
U h hk
k=1
m
= ∑ 1 2
(D1)
式中Uhk——3s 内第k 次测得的h 次谐波的方均根值；
m——3s 内取均匀间隔的测量次数，m≥6。
D5.3 仪器准确度
谐波测量仪的允许误差见表D1。
表D1 谐波测量仪的允许误差
等级被测量条件允许误差
电压
Uh≥1%UN
Uh
5.如何测量谐波的频率
变频器的谐波频率非常高，假设开关频率为fp，信号频率为fs
那么，谐波集中分布在m*fp±n*fs附近。一般而言，fp大大大于fs，以3kHz开关频率，50Hz基波频率为例，开关频率是基波频率的60倍。
一般的谐波分析仪主要针对电网谐波，只能分析50次谐波以下。显然，这种谐波分析仪连1倍开关频率附近的谐波都分析不到。
推荐采用AnyWay变频功率测试系统，该系统可以根据变频器谐波分布特点，计算所有带宽范围内的谐波。