谐波测量分析系统设计(1)
基于双DSP的电力系统谐波分析仪的设计
以完 成对输入信号 的滤波和采样 ，另一块 Ｄ Ｐ芯 Ｓ 片则 负责完 成对 指令 信号 的分 析计 算和 输 出控 制 。 整个系统分为信号输入 、信号处理和信号输出 ３ 部分。其 中信号输入部分包括调理单元 、ＡＤ转 ／ 换 单元 等 ：信号处 理单元是 双 Ｄ Ｐ处理单元 ，由 Ｓ 以 Ｔ ３０ ５０ ＭＳ ２ ＶＣ ４ ２为实 时信 号 的采样处 理单 元 和以
过 双 口 Ｒ Ｍ 结 构 ，采 用 了双 机 中断交 互 式 协 调工 Ａ 作 的模式 ［ ６ １ 。 该基 于双 Ｄ Ｐ的 电力 系统谐 波分 析仪 的硬 件 电 Ｓ
路 主要包 括 ６大 模块 ：一是 电 源模块 ，为各 耗 电模
成数字信号 ： 最后通过 Ｉ ／ Ｏ总线进入双 Ｄ Ｐ单元。 Ｓ
信号 采 样值 、频 率 和快 速傅 里 叶变 换 （ ｚ ）结果 Ｆｒ
３ ０ （ ）ｘ ４ （ ） 的全 点 阵 液 晶 显示 器 ，通 过 ２ 列 ２０ 行
即 时 通 信 。完 成 对 外 部 目标 参 数 和 指 令 的 传 输 ；
Ｔ ３ ０ Ｃ ４ ２从 处理 器 完成 的主要 功 能是 ：承担 ＭＳ ２ Ｖ ５ ０ 系统 的核心运 算任 务 ，对 数据 进行 优 化处 理 ，并将
图 １ 双 Ｄ Ｐ 并行 信 号 处 理 系统 流 程 图 Ｓ
成 对信 号 的滤波 、频 率测 量等 工作 。 四是 双 Ｄ Ｐ数 Ｓ 字 信号 处 理模 块 ，系 统 中的核 心模 块 ，实 现数 据处 理 、传 输 和通 信等 主要 功 能 。五是 键盘 模 块 ，实 现
人机 交互 功能 。六是显 示模块 （ Ｍ３ ０ ２ ０ ，采用 Ｃ ２ｘ ４ ）
■ 用技术
量 、高 频 的故 障行 波 等 ） ，普 通 的采 集处 理 方 法对 多路数 据进 行采 样分 析 时 ．就会 非 常吃力 甚 至难 以
电网谐波与失真监测与分析系统设计与实现
电网谐波与失真监测与分析系统设计与实现随着电力系统的发展和电网电力质量的不断提升，电网谐波与失真监测与分析系统的设计与实现成为电力行业的重要研究课题。
本文将以电网谐波与失真监测与分析系统的设计和实现为主线，探讨该系统的原理、功能及其在电力系统中的应用。
电网谐波与失真监测与分析系统是一种通过对电力系统中的谐波与失真进行实时监测和分析，从而评估电力质量状况的系统。
该系统通过测量电网中的电流和电压波形，对电流和电压的频谱进行分析，从而得到电网中的谐波与失真情况。
同时，该系统还可以对电网中谐波与失真的源头进行定位和识别，为电力系统的故障诊断和质量改进提供依据。
在电网谐波与失真监测与分析系统的设计与实现中，关键的技术包括测量电流和电压的方法、信号处理和数据分析算法等。
首先，系统需要采集电网中的电流和电压波形，并进行一定的处理。
传统上，采用Oscilloscope和数据采集卡等设备进行电流和电压的采集。
近年来，随着通信技术和传感器技术的发展，无线传感网络和传感器节点逐渐应用于电力系统中，实现了对电流和电压波形的远程和多点测量。
这大大提高了电网谐波与失真监测与分析系统的可行性和实用性。
其次，对采集到的电流和电压波形进行信号处理是电网谐波与失真监测与分析系统的关键环节。
信号处理旨在提取有用信息、去除噪声并提高信号的可靠性。
常见的信号处理方法包括滤波、变换、谱分析等。
在电网谐波与失真监测与分析系统中，常用的方法是对电流和电压波形进行离散傅立叶变换(DFT)，得到频谱信息。
通过分析电网中的谐波含量和频率分布，可以判断电力系统是否存在谐波问题，并找出主要的谐波源头。
最后，在电网谐波与失真监测与分析系统中，数据的可视化和分析是非常重要的。
通过图表和曲线的形式展示电流和电压的频谱信息，可以直观地了解电网中的谐波和失真程度。
此外，利用数据分析算法，可以对谐波和失真的特征进行挖掘，从而提取有用的信息。
例如，可以根据谐波的频率以及其与电流和电压之间的关系，判断是谐波源出现故障还是非线性负载导致的谐波。
毕业设计-电力系统中谐波的分析、检测与抑制方法的研究
目
录
摘 要............................................................................................................................................. I Abstract.......................................................................................................................................... II 第 1 章 绪论................................................................................................................................ - 1 1.1 课题研究的背景及意义................................................................................................ - 1 1.2 国内外对谐波的分析、检测与抑制方法研究的现状 ............................................... - 1 1.2.1 目前国际上对电力谐波的研究现状 ......................................................................... - 2 1.2.2 目前国内对电力谐波的研究现状 ...........
基于LabVIEW的考虑CVT宽频传输特性的谐波分析系统设计
关键词
Ｌ ｂ ＩＷ ａＶ Ｅ
Ｃ Ｔ宽频传输特性 Ｖ
谐波分析 Ａ
中图法分类号
Ｔ，５ ． ； Ｃ １１ ４
文献标志码
供 电质量 是用 户 和 电力 企 业 共 同关 注 的 热 点 。 随 着 电网 的发 展 ， 流 工 程 和 新 能 源 项 目的建 设 ， 直 开 关 电源 、 闸管 器 件 、 电机 组 等 在 电 网 中越 来 晶 风
４ ２ Ｏ
Ｈ Ｕ Ｒ ＝
×１０ ０ ％
（） ２
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１ ５ ９
式（ ） ２ 中 为第 Ｎ次谐 波 电压 有效 值 ； 基 波 Ｕ 为 电压 有效 值 。 ２２２ 电压谐 波 总的畸 变率 ．． 电压 谐波 总 的畸变率 以 Ｔ Ｄ 表示 ： Ｈ
越 多 的得 到 应 用 。但 同时 产 生 的谐 波 电 流还 会 引 起 电 网中线 电流 的超 载 ， 响 电 网对 电力 的传 输 能 影
力 。此外 ， 交流 电源 的相 位控 制 还 会在 电 网上 引 对
起 电流有 效 值 的变 化 ， 致 电压 有 效 值 明显 波 动 ， 导
射参 数 法 和 脉 冲测 量 法 ｊ 目前 国外 的 高 压 谐 波 。
测试 法及 在 线 谐 波 测 试 法 能 很 好 的反 应 高 压 条 件
（ 苫一 君 日
８ 期
２
０
８
６
靳晓军 ， ： 等 基于 Ｌｂ ＩＷ 的考虑 Ｃ Ｔ宽频传输特性 的谐波分析系统设计 ａＶＥ Ｖ
⑥
２ １ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０ ２ ｃ 基于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 的考虑 Ｃ Ｔ宽频传输特性 的 ａＶ Ｅ Ｖ 谐 波 分析 系统 设 计
谐波检测电路设计
谐波检测电路设计对于有源电力滤波器(APF)而言，实时准确地检测出谐波电流是非常关键的，它的快速性、准确性、灵活性以及可靠性直接决定APF的补偿性能。
设计的谐波检测电路检测出的多路模拟信号会有一定的延迟性，这会大大影响APF计算谐波的精确性和准确性。
本文中谐波检测装置所用的AD7656具有6路同步采样特性，克服了测量结果之间延迟的缺点，使得测量精度高。
以上优点弥补了目前APF中谐波电流检测技术的缺陷，而且抗混叠滤波器、隔离放大器、过零检测电路、锁相倍频电路的设计增强了检测的精确性。
1 装置整体运行原理及相关算法1．1 装置运行原理图1为并联型有源电力滤波器的原理结构框图。
图中，交流电网对非线性负载电，非线性负载为谐波源，产生谐波并且消耗无功功率。
有源电力滤波器由4部分组成：谐波电流检测电路、电流跟踪控制电路、主开关器件驱动电路和主电路。
谐波电流检测电路采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法，根据有源电力滤波器的补偿目的检测出负载电流中的谐波分量，同时还要检测直流侧母线电容电压。
然后将这些信号输入电流跟踪控制电路，通过控制算法生成一系列PWM信号，以此作为补偿电流的指令信号。
这些信号经过电平转换后输入主开关器件驱动电路，驱动主电路中的主开关器件。
此时，APF产生并向电网注入补偿电流，该电流与非线性负载电流相位相反，幅值为负载电流中的谐波分量，从而达到滤波目的。
有源电力滤波器检测模块的工作框图如图2所示。
6路电流信号包括三相电流ia、ib、ic以及由APF发出的补偿电流，这6路电流信号经霍尔电流传感器变换后，在高精度取样电阻上形成与原信号成比例的电压信号，霍尔电流传感器采用LEM公司生产的LA55-P，采用这种霍尔传感器加高精度取样电阻的方式，可以获得更好的抗干扰能力，模拟信号变换的精度更高。
直流母线电压信号经霍尔电压传感器变换后，由于对直流母线电压的精度要求不高，就不再进行信号调理而直接进入A／D芯片的模拟信号输入通道。
电力系统谐波分析仪综合设计
中图分类号 ： Ｇ５ ８ Ｔ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ）１ — ２ ５ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ １ ０ ０ ７ — ３ ２ ０
在 国际电工标准中 ， 对谐波 的定义为 ： 谐波分量 １１１硬 件设 计 ．． 为周期量的傅里 叶级数中大于 １ ｈ 的 次分量 ， 其中 ｈ 硬件组成如图 ｌ包括 ： ， 信号采集调理模块 、 谐波 是 以谐波频率和基波频率之比表达 的整数 。理想的 检测与分析模块、 通信模块 ， 实时显示模块和外部存 电力 系统 向用户提供的应该是一个恒定工频 的正弦 储器拓展模块五个部分。 波形 ， 由于各种 因素干扰 ， 得到的是一个周期 电气量 信号采集调理模块 由电压互感器 、 电流互感器 、 的正弦波的分量 ， 其频率为基波频率的整数倍数 。 滤波器、 过零 比较 、 锁相环等部分组成 。基 波频率是 电力 系统 中的谐 波 主要 来 自于两 个 方 面 ：一 方 谐 波 测试 中一 个 关键 参 数 ，过零 比较 和锁 相 环 锁 定 面是 自身产生的谐波 ， 如发电、 电系统中交流发电 基波的频率 ，其跟踪精度对测量基波频率 的准确性 供 机 内部定 子和转子间的气隙 ， 由于受到铁心齿 、 槽和 工 艺 的影 响 ，分 布 不均 匀 ，虽然 各 相 电势 的 波形 对 称 ， 三相 电势 中必然 含有 一定 数量 的奇 次谐 波 。另 但 方 面 随着 电力 电子 技 术 发展 ，供 电 系统 中增 加 了 大 量 非线 性 负 载 ，从 低 压 小容 量 家用 电器 到高 压 大
容 量 的工 业 交 、 流 变换 装 置都 有 着 广泛 应 用 ， 直 非线 性用 电设备 是产 生 谐波 的 主要原 因［ １ 】 。
谐波对供配电设备及用户设备带来 的危害主要 表现在 电气设备损耗 的增加 ， 功率 因数 降低 、 电动机
城市轨道交通牵引供电系统谐波分析
城市轨道交通牵引供电系统谐波分析随着城市轨道交通的发展，牵引供电系统作为轨道交通的重要组成部分，其质量和稳定性对于整个轨道交通系统的运行至关重要。
牵引供电系统中随之产生的谐波问题，却给轨道交通系统的稳定性和运行效率带来了一定的影响。
对城市轨道交通牵引供电系统的谐波进行分析和研究，对于提高轨道交通系统的稳定性和电能质量具有重要意义。
1. 谐波的来源城市轨道交通系统的牵引供电系统通常采用交流电供电，而牵引系统中的电机和逆变器等装置工作时会产生大量的谐波。
牵引供电系统采用的整流装置、滤波器等设备也会引入谐波。
城市轨道交通系统中的非线性负载如空调、照明等设备也会对牵引供电系统产生谐波扰动。
这些谐波扰动将对轨道交通系统的电能质量和稳定性产生影响。
2. 谐波对牵引供电系统的影响谐波对牵引供电系统的影响主要表现在以下几个方面：（1）电能质量受到影响。
谐波会导致电压波形失真、电压不平衡、频率偏差等问题，影响到电能质量的稳定性。
（2）设备损耗增加。
谐波会导致设备内部电流增大、温升升高，加速了设备的老化和损坏。
（3）系统容量减少。
由于谐波的存在，轨道交通系统的供电系统容量会减少，影响到系统的运行效率和稳定性。
（4）电磁干扰加剧。
谐波会导致设备之间的电磁干扰加剧，影响到系统的正常运行。
3. 谐波分析方法对城市轨道交通牵引供电系统的谐波进行分析，可以采用以下几种方法：（1）测量分析法。
通过在系统关键点进行电压、电流等参数的实时测量，对系统中的谐波进行分析和评估。
（2）仿真计算法。
利用电磁暂态仿真软件对牵引供电系统进行建模，并进行谐波扰动的仿真计算和分析。
（3）实验验证法。
通过在实际轨道交通系统中设置实验台，对牵引供电系统中的谐波进行实际验证和观测。
4. 谐波治理方法针对城市轨道交通牵引供电系统中的谐波问题，可以采用以下几种方法进行治理：（1）利用滤波器进行谐波消除。
在牵引供电系统中设置合适的谐波滤波器，对系统中的谐波进行消除和抑制。
电力系统谐波分析与滤波器设计
电力系统谐波分析与滤波器设计谐波是电力系统中常见的问题，它们由非线性负载设备引起，如电子设备、电弧炉和变频器等。
谐波对电力系统的稳定运行和设备的正常运行产生了负面影响，因此需要进行谐波分析和滤波器设计来解决这个问题。
首先，对电力系统进行谐波分析是必要的。
谐波分析是指对电网中丰富的谐波进行检测和分析，以了解谐波的来源、频率特性和各个谐波分量的幅值。
谐波分析的结果对正确设计和安装滤波器至关重要。
谐波分析可以通过将谐波仪器连接到电网中进行在线监测来进行。
通过这种方式，可以获得谐波的幅度谱和频谱分析，有助于确定谐波特征。
接下来是滤波器的设计。
滤波器的作用是通过滤除谐波分量，降低谐波的幅度，从而减少谐波对电力系统的影响。
设计滤波器需要考虑如下几个方面：1. 确定滤波器的类型：根据电力系统的具体需求，可以选择有源或无源滤波器。
有源滤波器以电子元器件为基础，可以主动控制谐波的消除效果。
无源滤波器则利用被动元件，如电感和电容等，降低谐波的幅度。
2. 确定滤波器的带宽：带宽是滤波器设计中的重要参数，它决定了滤波器对谐波的抑制效果。
带宽的选择需要综合考虑谐波的频率范围和电力系统的要求，以确保滤波器能够有效地滤除谐波信号。
3. 选择合适的滤波器拓扑结构：滤波器有多种拓扑结构可供选择，如LC滤波器、LCL滤波器和LCR滤波器等。
根据谐波分析结果，可以选择适合的滤波器拓扑结构，并进行进一步的参数设计。
4. 优化滤波器的参数：滤波器参数的优化是设计过程中的关键环节。
通过调整滤波器的电感、电容和阻抗等参数，可以提高滤波器的抑制效果，使其更好地适应谐波信号的特点。
设计完成后，滤波器需要进行模拟仿真和实验验证。
模拟仿真可以通过计算机软件进行，以验证滤波器设计的准确性和性能。
实验验证则需要在实际电力系统中进行，通过对电流和电压的实际测量，来验证滤波器的抑制效果。
总结起来，电力系统谐波分析与滤波器设计是解决谐波问题的重要手段。
通过谐波分析可以了解谐波特征，进而设计出合适的滤波器。
电力系统中的谐波监测与分析研究
电力系统中的谐波监测与分析研究随着电力系统的快速发展和电子设备的普及，电力系统中的谐波成为一个关注的焦点。
谐波信号的存在可能会导致电力系统出现很多问题，如设备损坏、功率质量恶化等。
因此，对电力系统中的谐波进行监测和分析，对确保电力系统的稳定运行和提高电力质量具有重要意义。
电力系统中的谐波是指频率为原信号频率整数倍的信号，产生谐波的主要原因包括非线性负载、变电站设备以及不完善的系统设计等。
谐波信号的存在会导致电流和电压的畸变，从而引起电力设备的过载、损坏和降低电力质量。
因此，及时监测和分析电力系统中的谐波信号，可以帮助电力公司识别问题，并采取措施来减少谐波对系统的影响。
要实现电力系统中谐波的监测和分析，需要安装谐波监测装置。
这些装置通常由采样单元和数据处理单元组成。
采样单元用于采集电力系统中的电流和电压信号，并将其送到数据处理单元进行处理。
数据处理单元对采样数据进行滤波、提取频谱等处理，以获取谐波信号的频率、幅值等关键参数。
通过对谐波信号的监测和分析，可以了解电力系统中谐波的产生机理和影响程度，并采取相应的措施进行调整和优化。
在谐波信号的分析中，频域分析是一种常用的方法。
频域分析可以将时域信号转换为频域信号，从而得到信号的频率谱。
通过对频率谱的分析，可以得出电力系统中谐波信号的频率和幅值分布情况。
另外，谐波监测装置通常还可以进行时间域分析，用于观察谐波信号的波形变化。
通过对时域波形和频域谱线的分析，可以深入了解电力系统中的谐波特性，并对其进行进一步的研究。
除了谐波的监测和分析，还需要进行谐波的研究工作。
谐波的研究可以深入探索谐波的产生机理、传输特性以及对电力系统的影响。
通过对谐波的深入研究，可以制定出相应的谐波限值标准和措施，来保障电力系统的稳定运行和电力质量的提高。
此外，谐波的研究还可以为电力系统的设计和运行提供参考和指导，以避免或减少谐波问题的出现。
综上所述，电力系统中的谐波监测与分析研究对于确保电力系统的稳定运行和提高电力质量具有重要意义。
电力系统中的谐波分析技术及应用教程
电力系统中的谐波分析技术及应用教程简介：在电力系统中，谐波分析技术被广泛应用于电力质量监测与评估、设备故障诊断与排除、谐波滤波器的设计等方面。
本文将介绍电力系统中谐波分析的基本原理、常用的谐波分析方法以及谐波分析在电力系统中的应用。
一、谐波分析的基本原理1.1 谐波的概念谐波是指波形与基波具有相同频率但具有不同幅值和相位的波形。
在电力系统中，谐波是由非线性负载和电力设备引起的。
常见的负载谐波包括电弧炉、变频器、电子设备等。
1.2 谐波分析的原理谐波分析的基本原理是将电力系统中的电压和电流信号经过傅里叶变换，将复杂的波形分解为一系列的正弦波，然后通过计算得到各个谐波分量的频率、幅值和相位。
根据这些参数，可以评估电力系统中的谐波程度，进而采取相应的措施进行修复或优化。
二、谐波分析方法2.1 快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换是最常用的谐波分析方法之一，它可以将时域信号转换为频域信号。
通过FFT分析，可以得到电力系统中各个谐波分量的频率、幅值和相位，并进一步计算谐波总畸变率（THD）等参数。
FFT算法的优势在于高速、高效，并且可以利用现有的计算平台进行实时分析。
2.2 小波变换小波变换是一种时频分析方法，可以同时提供时间域和频域信息。
相比于FFT，小波变换在时域和频域的分辨率上更具优势，能够更准确地分析瞬态过程和短时谐波。
小波变换在电力系统中的应用越来越广泛。
2.3 自适应滤波器法自适应滤波器法结合了信号处理和协方差分析原理，可以自动识别和消除电力系统中的谐波。
通过建立自适应滤波器，可以实时跟踪电力系统中的谐波分量，并对其进行有效的滤波补偿。
自适应滤波器法在电力系统的谐波控制中具有重要的应用价值。
三、谐波分析在电力系统中的应用3.1 电力质量监测与评估谐波对电力质量产生显著的影响，会导致电压波动、电流畸变、设备损坏等问题。
通过谐波分析，可以准确评估电力系统中的谐波情况，及时发现潜在问题，并采取措施改善电力质量。
电力系统中的谐波分析技巧
电力系统中的谐波分析技巧谐波是在电力系统中经常发生的一种现象。
它们是电力系统中除了基波（频率为50Hz或60Hz）外的其他频率成分。
谐波会导致电力系统中电压和电流的失真，进而影响系统的稳定性和运行质量。
因此，对谐波进行准确的分析和评估对于保障电力系统的正常运行至关重要。
本文将介绍电力系统中的谐波分析技巧，帮助读者更好地理解和处理谐波问题。
一、谐波分析的基本概念谐波分析是对电力系统中出现的谐波进行定量分析和评估。
其目的是确定谐波的源头、频率、振幅和相位等参数，以便采取相应的措施来减少谐波的影响。
谐波分析的基本工具是傅里叶级数和傅里叶变换，通过将谐波信号展开成一系列正弦函数的和，可以得到谐波的频率和振幅。
二、谐波分析的步骤1. 数据采集：首先需要采集电力系统中的电压和电流信号。
这可以通过专门的谐波分析仪器或传感器进行实时监测，也可以利用历史数据进行离线分析。
2. 信号处理：采集到的电压和电流信号需要进行预处理，包括滤波、去直流、采样等步骤。
滤波可以去除干扰信号，去直流可以使信号的均值为零，采样可以将连续信号转换为离散信号。
3. 傅里叶变换：对预处理后的信号进行傅里叶变换，将时域信号转换到频域。
傅里叶变换可以把信号分解成谐波的频率、振幅和相位信息，方便后续的分析和处理。
4. 谐波分析：对傅里叶变换得到的频谱进行分析，确定谐波的频率、振幅和相位等参数。
可以使用傅里叶级数展开法、阶梯逼近法等方法来拟合频谱，得到谐波的具体特征。
5. 故障诊断：根据谐波分析的结果，判断谐波是否达到了规定的限值，以及谐波的源头是否来自电力系统内部或外部设备。
如果谐波超过了限值，需要进一步诊断故障原因并采取相应的措施。
三、谐波分析的技巧1. 选择合适的谐波分析仪器：根据实际需求选择合适的谐波分析仪器，包括采样率、频率范围、精度等参数。
仪器的选择应考虑到分析任务的复杂性和精度要求。
2. 合理设置采样参数：采样率和采样时长是影响谐波分析结果的重要参数。
一种新型计算机电源谐波检测分析系统设计
ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｈ ｒ ｎ ｃｏ ｏ ｕ ｅ ｏ ｅ ｘ ｃｌ ，ｗ ｉｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｅｅ ｅ ｃ ａ ａｆ ｒ ａｍｏ ｉ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｏ ｏ ｕ ｅ ｏ ｅ ｆ ｃｉｅｙ ｎ ｎ ｚ ｈ ａ ｍｏ ｉ ｆｃ ｍｐ ｔ ｒ ｗ ｒｅ ａ ｔ ｌ ｐ ｙ ｈ ｃ ｒｖ ｄ ｓｒ ｆｒ ｎ ｅ ｄ ｔ ｏ ｒ ｎ ｃｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｆ ｍｐ ｔｒｐ ｗ ｒｅｆ ｔ ｌ ． ｈ ｏ ｃ ｅ ｖ
法 判 断 （ ）两 个 相 邻 同 趋 势 过 零 点 。ｋ） 和 ｋ （ （： 则理 想信 号周 期为 ： ｋ），
＝
１ 傅 里 叶 变 换 检 测 原 理
对 于离 散序 列 的傅 里 叶变 换 ， 常采 用 一 种 快 速 通 的计算 方 法 ， 即快 速 傅 里 叶 变 换 （ Ｆ ） 丌 大 大 减 Ｆ Ｔ 。Ｆ 少 了离 散傅 里 叶变换 的运算 量 。 假 设序 列 （ ）的离 散傅 里 叶变换 为 ： ｎ
波 滤 波器 ＿或 带通 滤 波器 ＿ ， ２ ３ 该检 测 方 法 的突 出优 点仅在交流正弦 波 电压 的峰值处 产 生高 振 幅 短 脉 冲 电流 ， 因而 产 生 大
量 谐波 。该 谐波 向后 传 播 回到 电力 系统 ， 成 电力 系 造 统 的污 染 ， 特别是 计算 机 大 规 模 使 用 的场 所 谐 波 污 染
假设 实 际采样 序列 和理 想采样 序 列分别 为 ：
（ ） ｋ＝０ １ ２ ｋ， ， ，…Ｍ 一１
２
编程简单 、 资源丰富和人机交互的特点， 提高信号检测
分析 的精 度 、 系统 的可 操 作 性 和 界 面 友 好 性 。利 用 采 样数 据 的实 序列 特点 ， 降低傅 里 叶变换 算 法 的计 算 量 。 该 系统 引入 一 种 重 新 定 位 采 样 序 列 的二 次 同 步 化 方
基于DSP和CPLD的谐波检测系统设计
摘
要 ： 为 实 时检 测 谐波 ， 高检 测 精 度 ， Ｔ ３０ ２ １ 提 以 ＭＳ２ Ｆ８２芯 片为 控 制 系统 ， 增 加 了可编 程 逻 又
辑 器件 （ Ｐ Ｄ） 设 计 了一种谐 波 检 测 系 统。 详 细介 绍 了硬 件 各 模 块 的 功 能特 点 和 软件 各 模 块 具 ＣＬ ，
体 实现 流 程 图。该 系统 经测 试表 明， 可有 效验 证谐 波检 测 与控制 算法 的正确 性 ， 即将投入 实 际运 并
行。
关键 词 ： Ｄ Ｐ控 制器 ； Ｐ Ｄ可编 程 逻辑 器件 ； 波检 测 Ｓ ＣＬ 谐 中图分 类号 ：Ｍ７ ２ Ｔ ３ 文献 标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ １— ８ ４ ２ １ ） ３— ０ １ ０ １０ ０ ７ （ ０ ２ ０ ０ ０ — ５
ｃｎｒｌ ｙｔｍ ａ ｄａ ｄＣ Ｌ （ ｒｇａ ｍａ ｌ Ｌ ｇ ａ Ｄ ｖｃ ） ｔｅｈｒ ｏ ｉ ｔ ｔ ｙｔ ｅｉ ｅ ．Ｔ ｅｆｎｔ ｎ ｏ ｔ ｓ ｎ ｄ Ｐ Ｄ Ｐｏｒｍ ｂｅ ｏｉ ｌ ｅｉ ， ｈ ａｍ ｎｃ ｅ ｓ ｍ ｉ ｄ ｓ ｎ ｄ ｈ ｃｉ ｏｓ ｅ ｃ ｅ ｓｓ ｅ ｓ ｇ ｕ ｏ
２ 三相谐 波 电流 采样硬 件设计 ２ １ 同步采样 均匀 细分 电路 ．
进行 操 作 时 序 ， 可 在 ０ ０ ２ ０ 便 Ｘ ０ ０ １读 到谐 波 电 流 的 Ａ Ｄ数值 。 ／
在 实际 电网 中 ， 由于受 大负荷 扰动 的影 响 ， 电压 和电流 的频 率并 不是 固定 不 变 的 。 在 工频 上 有 一 它
Ａｂｓ ｒ ｔ Ｉ ｏ ｄ ｒ ｔ ｔ ｃ ｒ ｎ ｃ ｅ ｌ ｉ ｎ ｉ ｒ ｖ ｔ ｓ ｃ ｕ ａ ｙ， ｔｋ ｃ ｉ ｔａｃ ： ｎ ｒ ｅ ｏ ｄｅｅ ｔ ｈａｍｏ ｉ ｒ ａ ｔ ｍｅ ａ ｄ ｍｐ ｏ ｅ ｅ ｔａ ｃ ｒ ｃ ａ ｅ ｈ ｐ ＴＭＳ ２ ２８ ２ ｓ ｔ ３ ０Ｆ ａ ｈｅ １
用于大规模量产射频开关芯片的谐波测试系统
用于大规模量产射频开关芯片的谐波测试系统胡信伟上海知白智能科技有限公司 上海 200333摘 要 本文介绍了一种应对量产自动测试机的大功率谐波测试系统的设计，该设计可以对绝大多数的射频前端开关芯片进行二次和三次谐波的测试。
这种方法可以广泛地应用于半导体固态射频开关的量产FT测试和CP测试及实验室可靠性测试中。
关键词 谐波测试；固态开关；射频；天线调谐开关Harmonic Test System for Mass Production of Radio Frequency Switch ChipsHu Xin-weiShanghai Zhibai Intelligent Technology Co., Ltd., Shanghai 200333, ChinaAbstract This paper introduces the design of a high-power harmonic test system for mass production of automatic testmachine, the design can perform the second and third harmonic tests of most radio frequency front-end switch chips. This method can be widely used in mass production of FT testing and CP testing of semiconductor solid-state radio frequency switches and laboratory reliability testing.Key words harmonic test; solid state switches; radio frequency; antenna tuning switch引言谐波（Harmonics）是一个数学概念，也是一个物理概念，是射频测试中非常重要的一个测项。
电力系统中的谐波分析与滤波器设计
电力系统中的谐波分析与滤波器设计谐波是指在电力系统中产生的与基波频率不同的周期性波动。
在电力系统中，各种电力设备和负载会引入谐波，导致电网中出现频率不是50Hz（或60Hz）的电压和电流波形。
谐波对电力系统的稳定性和设备的正常运行造成了许多不利影响，因此谐波分析和滤波器设计是电力系统工程中的重要环节。
谐波分析是指通过测量、分析和评估电网中的谐波含量和频率，以便减少谐波对系统的负面影响。
谐波分析的第一步是进行谐波测量。
常用的谐波测量设备包括数字式谐波分析仪、示波器和功率质量分析仪。
这些设备能够测量电压和电流波形，并计算出各阶谐波的含量和相位。
通过对谐波分析结果的评估，可以确定系统中谐波问题的严重程度和主要源头。
在谐波分析的基础上，根据实际情况设计合适的滤波器是解决谐波问题的关键。
滤波器是一种能够滤除谐波波形的设备，其作用是在电网中引入合适的阻抗来抑制谐波的传输与扩散。
谐波滤波器的设计需要考虑电力系统的频率及其谐波频率、电源类型、负载特点、系统容量以及谐波抑制要求等因素。
谐波滤波器通常分为无源滤波器和有源滤波器两类。
无源滤波器主要由阻抗元件组成，如电感、电容和电阻。
它们被设计为在特定的谐波频率上具有较高的阻抗，以便吸收或反射谐波电流。
有源滤波器则利用电子器件（如晶体管、场效应管和运算放大器）产生与谐波相反相位的电流，从而实现谐波的相消。
常见的谐波滤波器设计方法包括被动滤波器、谐波箱和主动滤波器。
被动滤波器是应用最广泛的一种，通过选择合适的电感和电容值来滤除特定的谐波分量。
谐波箱是一种集成了多个被动滤波器的设备，可以同时滤除多个谐波分量。
主动滤波器则利用电子器件实时控制谐波电流，以实现较高的谐波抑制效果。
在谐波滤波器设计过程中，需要根据电力系统的实际情况选择适当的滤波器拓扑结构。
常见的拓扑结构包括LC型滤波器、LCL型滤波器和有源滤波器。
LC型滤波器是最简单的一种，由电感和电容串联组成，适用于滤除低频谐波。
基于LabVIEW的电谐波测量系统设计
电能质量 关 系 重 大 ， 引起 世 界 各 国 的 广 泛 重 视 ， 已 其
中美 、 日等 发 达 国 家 已 进行 了 多年 的研 究 ， 取得 了许 多重
要 的理论 和应 用成 果 。一 方 面采 取 种 种 可 能 的技 术 措 施 ，
抑制电能质量 的恶化， 使其尽量得到改善； 另一方面在系
李 迪
广州 ５ ０ ４ ；． １ ６ ０２ 电子科技 大学中 山学 院 中山 ５ ８ ０ ） ２ ４ ３
摘
要 ：本文采 用 Ｌ ｂ Ｅ 图形 化软件编程 实现了原来用硬件 实现 的 Ｆ Ｔ 变换 、 ａＶＩ Ｗ Ｆ 滤波 、 信号 的缩放 等一 系列 功能 。
硬件方 面采用具 于 Ｐ Ｉ Ｃ 总线 的 Ｐ Ｃ和传感 器电路 。谐波是 电能质量 问题 的重要方面 ， 本文重点对谐 波进 行分析 ， 给 并
统 中 的特 殊位 置装 设专 门的 电能 监 视 装 置 ， 确 及 时 地检 准 测 出 电能质量 方 面存 在 的 问题 。到 目前 为止 ， 内对 电 能 国 质 量 的检测分 析手 段 比较 落后 ， 部 分 产 品还 停 留在 用单 大 片机 制作 监 控 设 备 ， 能进 行 简 单 检 测 分 析 的阶段 ， 只 国外
些 产 品一 方 面 价 格 昂 贵 ， 一 方 面 功 能 模 块 固定 ， 级维 另 升
ｃ ｎ ＝笔 ； 、 、 ｏ ｆ ＝２ ｃ ｆ Ｔ分别为角频率、 ｏ 频率 、 周期。幅值、 初
』
护 复杂 ， 能满 足 用 户 多 方 面 的 需要 。鉴 于 这 种 情 况 ， 不 很 有 必要 引入新 技术 开发 出一种 全 新 的 电能质 量 监 测 装 置 ， 能 够对 电力 系统 电能质 量 进行 实 时 准 确 的检 测 分 析 ， 于 基 这个想法， 把当前测控领域最先进的技术——虚拟仪器技 术 引 入到 电力 系 统 中来 ， 它 作 为 主 要 工 具 ， 研 制 电 能 用 来 质 量检测 装 置 。虚拟仪 器技 术 是诞生 于 ２ 世 纪 ９ 年 代 的 ９ Ｏ
电力系统的谐波分析与抑制
电力系统的谐波分析与抑制谐波是指在电力系统中产生的频率不同于基波频率的电压和电流波形成分。
谐波的存在对电力系统的稳定性和可靠性产生了负面影响，因此对谐波进行分析与抑制是电力系统设计和运行中的重要任务之一。
谐波分析是对电力系统中谐波进行定量研究和评估的过程。
在电力系统中，谐波主要由非线性负载引起，如电弧炉、变频器、电子设备等。
这些负载对电网的电压和电流波形产生扭曲，引入了谐波成分。
谐波分析可以通过测量电网中的电压和电流波形，利用傅里叶变换等数学方法，将谐波成分分解出来，并对其进行定量评估。
谐波分析的结果可以用来评估电力系统的谐波水平，了解谐波对系统设备的影响程度。
根据分析结果，可以采取相应的抑制措施，以降低谐波水平，提高系统的稳定性和可靠性。
常见的谐波分析指标包括谐波总畸变率（THD）、谐波电压和电流的频谱分布等。
谐波抑制是通过采取合适的技术手段和设备，减少电力系统中谐波的产生和传播。
常见的谐波抑制方法包括：1. 使用滤波器：滤波器是一种能够选择性地通过或阻断某一频率成分的电路。
在电力系统中，可以使用谐波滤波器来滤除谐波成分，以减少谐波对系统的影响。
常见的谐波滤波器包括谐波电流滤波器和谐波电压滤波器。
2. 优化设备设计：在电力系统设备的设计中，可以采取一些措施来减少谐波的产生。
例如，合理选择电力变压器的磁路材料和结构，减少谐波的产生和传播；在变频器的设计中，采用多级逆变结构和滤波电路，减少谐波的输出等。
3. 加强设备维护管理：电力系统中的设备如果存在故障或老化现象，往往会加剧谐波的产生和传播。
因此，加强设备的维护管理工作，及时排除故障和更换老化设备，对于谐波抑制具有重要意义。
4. 教育与培训：对于电力系统的用户和操作人员，提高其对谐波的认识和理解，加强谐波抑制的意识和能力，对于减少谐波的产生和传播也起到积极的作用。
综上所述，电力系统的谐波分析与抑制是电气工程中重要的研究领域。
通过谐波分析，可以了解谐波对电力系统的影响程度；通过谐波抑制，可以采取相应的技术手段和设备，减少谐波的产生和传播。
高压电网新型谐波测量系统及试验方法
高压电网新型谐波测量系统及试验方法
段晓波
【期刊名称】《华北电力技术》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】介绍一种适用于高压电网谐波测量的新型测量系统,以及采用该测量系统的新试验方法.应用该测量系统和方法进行高压电网谐波测试分析,可以避免高压电网中取自CVT的谐波测量信号失真的问题.经过河北南部电网大量的CVT、TA末屏对比测试试验证明,该方法安全、方便、准确、实用,解决了CVT不能用于谐波测量困扰.
【总页数】3页(P33-35)
【作者】段晓波
【作者单位】河北省电力研究院,河北石家庄,050021
【正文语种】中文
【中图分类】TH835
【相关文献】
1.基于仿真仪器的电网谐波测量系统设计研究 [J], 杨光;季浩;何业慎;薛伟东;梁琨
2.浅析高压电网谐波和电网无功综合治理 [J], 吴清荣;丁跃军
3.解决高压电网谐波测量信号失真的新型测量系统与试验方法 [J], 段晓波
4.论述电网高压试验方法和安全措施 [J], 周云路
5.具有40GHz谐波带宽的新型在片大信号波形测量系统 [J], 倪维立;弗里德伯特范拉格
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《虚拟仪器技术》课程设计任务书(三)
题目：谐波测量分析系统设计
一、课程设计任务
随着科学技术的发展，各种电子产品在电力系统中得到大量应用，特别是各种非线性负载包括可控整流传动装置及高压直流输电系统的投入，以及各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，理想电力系统的近似程度变差，直接表现是电网中的电压和电流波形产生周期性畸变。
电网中除了与供电电源同频率的正弦量(称为基波分量)以外，还出现了一系列大于基波频率整倍数的正弦波分量(高次谐波分量)。
这一系列正弦分量统称为电力谐波。
当电网中存在的谐波成分超过一定指标，轻者增加能耗，缩短设备运行寿命，重则造成停电事故，直接影响安全生产。
所以，对电网中谐波含量准确的测量，确切掌握电网中谐波的实际状况，对于防止谐波危害、维护电网的安全运行是十分必要的。
LabVIEW 具有强大的信号分析与数学运算功能，在它的数学分析库中包含了数以百计的VI 程序，能够进行各种时域与频域信号分析。
本课题通过虚拟仪器LabVIEW 图形化软件开发平台，设计一种谐波测量分析系统。
本课题中系统的功能实现采用虚拟仪器技术的思想，选择开放式的LabVIEW 虚拟仪器软件开发平台，将LabVIEW 软件引入到谐波测量分析系统中，能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD 、thd ，2－31次各次谐波电流含有率等参数。
具体指标与要求如下： (一) 要求设计一个通道的正弦信号发生器以模拟实际电流，具体要求为：
1、频率范围：0.001Hz ～100KHz ；
2、幅值：0～200A ，可选；
3、直流偏置：0～100V ，可选；
4、可调整幅值、相位、频率；调整后无须重新启动（提示：用循环结构）；
5、在产生的信号中可以加入高斯噪声。
(二) 谐波测量分析系统能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD 、thd ，2－31次各次谐波电流含有率、直流含量等参数。
(三) 谐波测量分析系统可以对产生的正弦信号进行频谱分析，得到相关的频谱图。
（四）所有测量分析的参数都要在系统前面板中进行显示，所产生的正弦信号及其频谱图要求分别进行波形显示。
谐波分析原理：
对于周期为0/2ωπ=T 的电流谐波信号进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相
同的电流分量，还得到一系列大于电网基波频率的电流分量，如下式所示：
∑∞
=++
=1
00)sin()(n n n
t n I
I t i ϕω，( 3,2,1=n ) (1)
其中，)sin(0n n t n I ϕω+称为n 次电流谐波，n I 称为n 次电流谐波的幅值，谐波频率与基波频率的比值(1/f f n n =)称为谐波次数。
求模拟信号连续频谱的一般方法是对它做傅立叶变换： ⎰
+∞
∞
--=
dt
e
t i i t
j ωω)()( (2)
用数字方法实现傅立叶变换的数学基础是离散傅立叶变换(DFT)。
离散傅立叶变换的数学表达式为
1,,2,1,0,)(1
2-==
∑-=-N n e
i I I N i N
ni j
n π (3)
电流总畸变率TDH 和thd ：
f u n d
n n
I
I
T H D %
100*2
2∑∞
==
(4)
r m s
n n
I I
t h d %
100*2
2∑∞
==
(5)
其中n I 称为n 次电流谐波的幅值，fund
I 为基波电流的幅值，rms I 为周期性交流量方均根值。
谐波含有率n HRI 指第n 次电流谐波的rms 值与基波电流rms 值的比率，即
%100*fund
n n
I
I HRI
= (6)
二、课程设计目的
通过本次课程设计使学生具备：1）了解现代仪器科学与技术的发展前沿；2）学习和掌握虚拟仪器系统组成和工作原理；3）掌握虚拟仪器LabVIEW 图形化软件设计方法与调试技巧；4）培养学生查阅资料的能力和运用知识的能力；5）提高学生的论文撰写和表述能力；6）培养学生正确的设计思想、严谨的科学作风；7）培养学生的创新能力和运用知识的能力。
三、课程设计要求
1、了解和掌握整个虚拟仪器平台的系统组成、工作原理、各单元功能和应用背景；
2、根据设计任务进行文献资料的检索，根据各种独立测量仪器的功能和工作原理，确定谐
波测量分析系统的功能，制定设计方案和设计虚拟仪器面板；
3、利用虚拟仪器LabVIEW软件，编写与调试虚拟仪器的图形化程序；
4、撰写完整的课程设计报告。
四、课程设计内容
1、谐波测量分析系统前面板设计；
2、谐波测量分析系统框图程序设计。
五、课程设计报告要求
报告中提供如下内容：
1、目录
2、正文
（1）课程设计任务书；
（2）总体设计方案(包括虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别，虚拟仪器LabVIEW图形化程序的组成和特点，为什么选择虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台来设计谐波测量分析系统，谐波测量分析系统的总体结构图等)；
（3）简述所设计的谐波测量分析系统的工作原理及自己的设计结果所实现的功能，针对前面板要有操作使用说明，以便他人能够正确使用所设计的谐波测量分析系统；
（4）程序流程图、框图程序的设计及功能实现方法等；
（5）调试、运行及其结果；要求有谐波测量分析系统设计的源程序和运行结果等。
3、收获、体会
4、参考文献
六、课程设计进度安排
本课程设计共需1周时间，其具体安排见下表:
七、课程设计考核办法
本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%。