谐波测试解析：PA系列功率分析仪如何精准“把脉”电能质量

在我国，电网的标准频率是50Hz，那么2次谐波就是100Hz，3次谐波是150Hz，以此类推，如图1所示。

                                                         图1  电网谐波

谐波通常是由非线性负载产生的，这些负载的电流波形与施加的电压波形不一致，导致电流发生畸变。这就好比水流通过一个不规则形状的管道后，会产生漩涡和湍流一样。

• 增加设备损耗：谐波电流会导致变压器、电机等设备产生额外的铜损和铁损，降低设备效率，增加运行成本。

• 引发过热故障：谐波电流可能引起中性线过载、电缆过热，甚至引发火灾事故。在三相四线制系统中，三次谐波及其倍数次谐波会在中性线上叠加，导致中性线电流异常增大。

• 干扰保护装置：谐波可能导致继电器、断路器等保护装置误动作或拒动，影响供电可靠性。

• 影响通信系统：电力线路中的谐波可能对附近的通信线路产生干扰，影响通信质量。

1、 三种常见谐波测量

PA系列功率分析仪提供常规谐波、谐波、IEC谐波三种模式。

常规谐波测量：在该测量模式下，可同时使用积分、波形显示、趋势显示和效率运算等功能，并测量带宽内所有频率成分的电压/电流有效值，如图3所示，为常规谐波测试；

                                                          图3  常规谐波测量

谐波测量：在该测量模式下，可对1kHz 基波频率信号进行多达255次的谐波测量，拥有PLL源进行校准，对基波频率高于商用电源频率的信号进行谐波测量时，须使用该模式，如图4所示，为谐波测试；

                                                                  图4  谐波测量

IEC谐波测量：按照 IEC61000-4-7 标准执行谐波测量，使用此模式可以检查家用电器和办公自动化设备的谐波是否符合 IEC 标准，如图5所示，为IEC谐波测试。

                                                                           图5  IEC谐波测量

如表1所示，为三种模式的测量参数区别：

2、 IEEE-1459谐波测量

该标准是专门用于含谐波复杂环境下重新定义和分解电功率的理论框架，核心解决“如何公平地计量谐波污染所带来的额外电网负担和能量损耗”。如图6所示。

 

                                                   图6  IEEE-1459谐波测试

 

专业技术优势：为何选择PA功率分析仪？

• 高精度测量：PA系列功率分析仪拥有高达0.01%认证级功率精度、1ms高速数据更新率，确保测量结果的准确性和可靠性；

• 宽频带响应：支持高达5MHz的带宽、2MS/s采样率测量，能够准确捕获高频谐波成分。

• 多通道同步：支持最多7通道同步测量，满足复杂系统的测试需求。

• 强大的数据分析：内置数据存储和导出功能，支持PC端专业分析的MTA软件，方便后续数据处理和报告生成。

 

  结 语

谐波污染是现代化电力系统面临的共同挑战，精准的谐波测量是治理谐波的前提和基础。致远仪器PA系列功率分析仪以其专业的测量性能、灵活的操作方式和可靠的结果输出，成为电力工程师不可或缺的得力助手。

无论是从事电力系统设计、设备研发、质量检测还是故障诊断，PA系列功率分析仪都能提供准确的谐波数据支持，帮助用户更好地解决电能质量问题。