諧波嚴(yán)重情況下的檢測(cè)問題

　　絕大部分電壓表和電流表(不論是指針表還是數(shù)字表)并不是測(cè)量真有效值，且都是在正弦波的情況下校準(zhǔn)，在諧波嚴(yán)重的情況下，通常示值偏小。為保證測(cè)量精度，必須測(cè)量真有效值�？梢源罱ㄓ布�真有效值測(cè)量電路來(lái)測(cè)量真有效值，也可以通過高速數(shù)字采樣然后用真有效值計(jì)算軟件來(lái)計(jì)算真有效值。

　　2，功率因數(shù)的檢測(cè)問題

　　功率因數(shù)PF的定義是有功功率與視在功率的比值，或者有功電流與視在電流的比值，在正弦波的情況下

PF=COSφ

　　在電流含有諧波的情況下 PF=

　　式中I1為基波電流，COSφ

為基波電壓與電流相位差的余弦，從上式可以看出，在電流含有諧波的情況下

　　PF≠ COSφ

　　問題還不僅于此，當(dāng)電網(wǎng)被嚴(yán)重污染，電壓波形發(fā)生嚴(yán)重畸變時(shí)，連PF的定義都出現(xiàn)問題，這時(shí)有功功率與視在功率的比值不等于有功電流與視在電流的比值。

　　因?yàn)闊o(wú)功補(bǔ)償只能減少基波的相位差，所以從無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕嵌瘸霭l(fā)，我們不需要考慮PF，只需要考慮怎樣測(cè)量基波

COSφ
。為了測(cè)量基波相位差，必須使用帶通濾波器或者低通濾波器將電壓及電流中的諧波成分濾除掉，否則不可能得出準(zhǔn)確的結(jié)果。濾波器可以用硬件構(gòu)成，在高速數(shù)字采樣的情況下也可以用軟件實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，濾波器通常會(huì)產(chǎn)生附加的相位差，為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，電壓通路濾波器與電流通路濾波器的參數(shù)必須一致，這樣兩路濾波器產(chǎn)生的附加相位差相同可以抵消掉。

　　3，諧波含量的檢測(cè)問題

　　現(xiàn)在的諧波測(cè)量?jī)x表大都是通過高速數(shù)字采樣然后使用傅立葉變換或小波變換的方法來(lái)計(jì)算諧波含量。傅立葉變換或小波變換都是建立在周期函數(shù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上的，當(dāng)系統(tǒng)中含有分?jǐn)?shù)次諧波時(shí)，意味著每一個(gè)基波周期的波形都不一樣，因此使用傅立葉變換或小波變換不能夠測(cè)量分?jǐn)?shù)諧波。

　　不幸的是，現(xiàn)在農(nóng)村電網(wǎng)中最主要的諧波源就是地條鋼廠的中頻爐，中頻爐逆變器頻率在400-1000Hz之間，與工頻頻率無(wú)關(guān)，其高次分?jǐn)?shù)諧波的頻率為逆變頻率的2倍在800-2000Hz之間，被污染的電源電壓波形在示波器上的表現(xiàn)為扭曲的基波迭加上滾動(dòng)的高頻率小波型。在這樣的諧波情況下，我們分析過數(shù)種諧波測(cè)量?jī)x表(包括日置HIOKI3196，福祿克Fuluk F43B等)的測(cè)量數(shù)據(jù)，雖然在其打印的波形圖上可以明顯看到高次諧波，與示波器顯示的波形近似，但是在各次諧波含量的表格數(shù)據(jù)中，均不能看出高次諧波的含量分布，也就是說(shuō)，這些儀表將高次分?jǐn)?shù)諧波忽略掉了。