高频开关电源谐波测试数据及计算方法--浙江大学报告
谐波测试报告
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长时间闪变（l）
0.25475
合格
0.09240
合格
1.00
三、频率及电压不平衡率评估
监测时间
参数
最大值
平均值
最小值
95%值
限值
结论
频率（Hz）
50.048
50.003
49.961
0.032
0.20
合格
负序电压不平衡度（%）
100.000
0.14991
0.01000
0.11000
合格
0.04012
合格
3.20
10
0.03198
合格
0.01110
合格
1.60
11
0.25849
合格
0.23378
合格
3.20
12
0.03327
合格
0.00933
合格
1.60
13
0.16225
合格
0.16792
合格
3.20
14
0.02927
合格
0.01277
合格
1.60
15
0.06167
合格
0.03726
0.8229
合格
0.0933
合格
2.06
13
0.1622
合格
0.6792
合格
3.65
14
0.0292
合格
0.0277
合格
1.78
15
0.0616
合格
0.0326
合格
1.97
16
0.0294
合格
0.0777
合格
浙江大学电工电子实验报告18
浙江大学电工电子实验报告18专业：姓名：实验报告学号：日期：地点：课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：集成定时器及其应用一、实验目的1.了解集成定时器的功能和外引线排列。
2.掌握用集成定时器构成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的方法和原理。
二、主要仪器设备1.MDZ－2型模拟电子技术实验箱；2.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源；3.XJ4318型双踪示波器；4.XJ1631数字函数信号发生器；5.运放、时基电路实验板。
三、实验内容1.多谐振荡器图15-2按图15-2接好实验线路，UCC采用+5V电源，用双踪示波器观察并记录uC、u0的波形。
注意两波形的时间对应关系，并测出u0的幅度和t1、t2及周期T。
2.单稳态触发器图15-4按图15-4接好实验电路，UCC采用+5V电源，ui信号用幅度为5V的方波信号，适当调节方波频率(月500Hz)(方波可以由函数信号发生器提供，或由电子技术实验箱直接提供)，观察并记录ui、u2、uC、u0的波形，标出uo的幅度和暂稳时间tW。
3.施密特触发器图15-6按图15-6接线，输入us采用正弦波信号(由函数信号发生器提供)，UCC采用+5V电源。
接通电源、逐步加大us信号电压，用示波器观察ui波形，直到ui的有效值等于5V左右。
观察并记录us、ui和u0波形。
四、实验总结1.用方格纸画好各波形图，并注明幅值、周期(脉宽)等有关参数。
注意正确反映各波形在时间上的对应关系。
*频率：4.459kHZUh:3.74VUl:1.90VUo幅值：4.44VUo*正频宽：148.8μs*负频宽：75.21μs(此处*与理论值出入较，见下文分析)周期T=2.00ms,tw=1.13ms周期T=2.00ms示波器记录信息如下2.整理实验数据，将理论估算结果与实验测试数值相比较，并加以分析讨论。
结果分析：(1).多谐振荡器但从其波形来看，与理论预期并无异样，但仔细观察Uo的高低电位频宽会发现与理论值t1/t2=(R1+R2)/R2=1.1不同，进一步查看其频率，竟达到4.459kHZ,与理论值相差悬殊。
[整理版]谐波含量等计算公式
![[整理版]谐波含量等计算公式](https://img.taocdn.com/s3/m/6fe52ed74128915f804d2b160b4e767f5acf80a4.png)
谐拨含量：借助傅立叶级数分解法求出每周波内各次谐拨含量。
按公式（2），计算每周波电压有效值j u 。
∑==n i ij u n u 121a) 总谐波含量： 总谐波含量的百分数=%100)()()1(2)1(2⨯-j j j u u u ，式中)1(j u ——波形中的基波含量。
b) 单次谐波含量=)50~2(%,100)1()(=⨯k u u j k j偏离系数：求出每周波的基波电压)1(j u ，并在其周波各采样点上将采样点上，将采样点上采样电压与其对应点的基波电压进行比较，取其最大偏差值，则偏差系数=%100)1(⨯∆j j u u 。
uj ∆——每周波各采样点上采样电压与其对应点的基波电压之间的最大偏差值)1(jp u ——每周波基波电压的峰值对数个周波的偏离系数进行比较，取其最大值。
电压调制：测取稳态时各周波的正负半波连续最大的三点电压采样值，按抛物线 插值法求出其峰值，至少采集一秒钟，共采集N 个周波。
按下述规定求取调制参数值：电压调制参数的测试，应在电压波形的正负半波中进行，取其最大值。
电压调制量为至少一秒钟（N 个周波）同向峰值的最大与最小之差。
电压调制量=minmax ][][jp jp u u -max ][jp u ——N 周波中同向峰值电压最大值min ][jp u ——N 周波中同向峰值电压最小值波峰系数：每波电压有效值j u ，以同一周波内连续最大的三个电压采样值，按抛物线插值法求出其峰值电压jp u ，按公式（6）计算其波峰系数：jjp u u F =，jp u ——每周波的峰值电压。
∑==m j j u m u 121 ∑==n i i j u n u 121——平均电压有效值j ——采样周波数（100,~1≥=m m j ）j u ——每周波电压有效值i ——每周波采样点数（50,~1≥=n n i ）i u ——每点电压瞬时值。
谐波实验报告
实验一 谐波分析实验一、实验目的1）了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程2）观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系。
二、实验原理本实验主要运用傅立叶分解的方式对方波、锯齿波以及三角波进行分解与合成。
下面就对这三种波形的傅立叶分解原理进行介绍。
傅立叶分解原理对某一个非正弦周期信号X(t)（在有限区间上满足狄里赫利条件的函数），若其周期为T 、频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和。
即010100122()(cos sin )22sin()2sin(2)2n n n n n n n n n a n n x t a t b t T T a n A t T a A f t πππφπφ∞=∞=∞==++ =++ =++∑∑∑ 上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。
只要选择符合要求的不同频率成分和相应幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波、三角波等非正弦周期波形，以及任何在有限区间上满足狄里赫利条件的函数。
三、实验内容（一）方波1）方波的谐波分析，右图的一个方波(),022()0,2()()E T x t t T x t t T x t nT x t ⎧=≤≤⎪⎪⎪= ≤≤ ⎨⎪+=⎪⎪⎩进行谐波分析可知：00n a a ==/20/22()sin (1cos )2,1,3,5...0,2,4,6...T n T b x t n tdt T En n En n n ωπππ-= =-⎧ =⎪ =⎨⎪ =⎩⎰ 所以 000211()(sin sin 3sin 5...)35Ex t t t t ωωωπ=+++ 根据实验要求取基波的幅值为1，即212E E ππ=⇒=为了方便，可以取01ω=即方波可以展开成傅立叶级数为：11()(sin sin 3sin 5...)35x t t t t =+++2）合成方波根据讲义的讲解，编写以下程序实现功能要求 a 、一次谐波、三次谐波合成 x=0:4*pi/100:4*pi; y1=sin(x); y2=sin(3*x)/3;plot(x,y1,x,y2,x,y1+y2); grid onb 、一次谐波、三次谐波、五次谐波合成 x=0:4*pi/100:4*pi;y1=sin(x);y2=sin(3*x)/3;y3=sin(5*x)/5;plot(x,y1,x,y2,x,y3,x,y1+y2+y3);grid on之后的谐波合成类似，省略程序，得到的合成方波分别如图所示一次谐波、三次谐波、五次谐波、七次谐波合成方波一次谐波、三次谐波、五次谐波、七次谐波、九次谐波合成方波总结：方波可以通过谐波的叠加得到，叠加的谐波级次越高，方波的失真越小。
谐波分析报告
谐波分析报告报告编号：HA-2021-001报告时间：2021年5月10日报告人：XXX公司电力设计研究院摘要：本报告主要对XXX变电站进行了谐波分析，通过测量数据和分析，发现变电站内存在谐波扰动，且谐波含量较高。
我们提出了相应的措施，以减轻谐波扰动对电力质量带来的影响。
一、谐波分析1.1 测点布置本次谐波分析以XXX变电站为研究对象，共设立4个测点，分别布置于主变、母线、电容器组和主变出线。
如下图所示：[插入布置图]1.2 测量数据通过谐波分析仪进行谐波测试，得到测量数据如下表所示：[插入数据表]1.3 谐波分析根据测量数据，我们对变电站的谐波情况进行了分析。
测试结果显示，变电站内谐波含量较高，其中3、5、7次谐波含量占比较大，分别为15.24%、26.98%、33.76%。
此外，还存在较多的9次、11次、13次等高次谐波，占比分别为7.09%、6.62%、5.34%。
这些谐波扰动将会对电力质量产生一定影响。
二、措施建议2.1 添加滤波器针对电容器组及其电抗器，我们建议添加谐波滤波器。
通过滤波器来控制电容器组及其电抗器的谐波电流，减少谐波扰动。
2.2 替换谐波产生源变电站内谐波扰动的主要产生源为电容器组、逆变器及大功率电子设备。
建议对这些设备进行替换，选择质量更好的设备，以减少谐波的产生。
2.3 增加接地电阻适当增加接地电阻，以减少谐波在地网中的扩散。
三、结论本次谐波分析显示，XXX变电站内存在较高的谐波含量，将对电力质量产生一定影响。
建议采取上述措施，减轻谐波扰动对电力质量的影响。
同时，在以后的运营中，应定期对变电站进行谐波监测，及时发现故障并进行处理。
谐波测试分析报告参考样本
谐波测试分析报告参考样本测试报告委托单位:检测项目: 谐波测试报告日期:温州清华电子工程有限公司测试组送:目录一、测试目的 (2)二、测试依据 (2)三、测试内容 (3)四、测试信号与接线方式 (3)采样信号 (4)测试工况 (4)接线方式 (4)测试时间 (4)五、测试结果 (5)六、结论 (8)附件测试数据一、测试目的XXXXXXX 一家工程用塑料管材制造商，是国内从事PP-R 管道的龙头企业，目前35KV 变电所共有3 台主变，1＃，2＃主变容量为1250KVA，采用并联运行方式，3＃主变容量为1600KVA，分别供挤出，注塑，波纹管，破碎造粒车间的供电，而大部分的电机都采用直流调速，工作时不同程度的产生谐波注入35KV 母线，故通过对伟星新型建材有限公司三台主变0.4KV 侧的谐波测试，了解该变低压母线上的谐波情况，来评估0.4KV 级别电源的电能质量是否符合国标《GB14549-93 电能质量公用电网谐波》。
二、测试依据GB14549-93《电能质量公用电网谐波》表 1 公用电网谐波电压(相电压)限值电网标称电压电压总谐波畸变各次谐波电压含有率% KV 率% 奇次偶次0.38 5.0 4.0 2.06104.0 3.2 1.635663.0 2.4 1.2110 2.0 1.6 0.8表 2 1250KVA0.4KV 公用电网谐波电流限值谐波次数 5 7 11 13 23 25允许值129 91 58 50 29 25表 3 1600KVA0.4KV 公用电网谐波电流限值谐波次数 5 7 11 13 23 25允许值165 118 75 64 37 32谐波电流允许值计算见GB14549-93 中公司(B1)，其中变压器1600KVA，短路容量为26.7MVA, 1250KVA，短路容量为20.8MVA。
GB/T 12326－2000 《电能质量电压波动和闪变》电力系统公共连接点，由波动负荷产生的电压变动限值和变动频度、电压等级有关，如表3。
谐波的定义及测试方法
供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。
谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1） 称为谐波次数。
电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics ）或分数谐波。
谐波实际上是一种 干扰量，使电网受到“污染”。
目前公司常用测试输入电流谐波的仪器有TEK 系列示波器（可采用WAVESTAR 软件进行谐波分析），测试输出电压谐波的仪器有GW GAD-201G （失真仪）和TEK 系列示波器（可采用WAVESTAR 软件进行谐波分析）。
使用下面的方法计算信号的THD ： () ++++++=272625242322211A A A A A A A THD 其中A 1是幅频特性中基波的幅值，而A 2 、A 3、A 4、A 5、……分别是2、3、4、5、……次谐波的幅值。
选取不同数量的谐波分量，可以计算出对应的THD 值。
采用WAVESTAR 软件进行分析可以得到完整谐波分析数据，下图为分析得出的柱型图，从图中可以针对各次谐波异常的状况采取相应的对策进行改善： Harmonic magnitude as a % of the fundamental amplitude0.0%0.7%1.5%2.2%3.0%3.7%4.4%5.2%5.9%6.6%7.4%8.1%Voltage:Current: Ch 1# Harmonics: 20Type: Current Magnitude波峰因数定义为交流信号峰值与有效值之比（峰均比），典型的波峰因数是： 正弦波：1.414；方波： 1；25％的占空比的脉冲：2 。
波峰因数（CREST FACTOR ）的概念在UPS 行业是用来衡量UPS 带非线性负载的能力，对线性负载（R LOAD ）而言，正弦波电流峰值Ipeak 与均方根值Irms 之比为1.414:1；在非线性负载（RCD LOAD ）时，波峰因数则被认定为：在相同的有功功率条件下，非线性负载的电流峰值与非线性负载电流均方根值之比。
谐波测试报告
谐波测试报告1.引言谐波测试是一种用于测量电力质量的方法，可以检测电力系统中存在的谐波问题，并提供改进电力质量的建议。
本报告旨在介绍谐波测试的原理、过程和测试结果，并对测试结果进行分析和解释。
2.测试目的本次谐波测试的目的是评估电力系统中谐波的水平，以确定是否存在谐波问题，并在必要时提出改善措施。
3.测试原理谐波是指电流或电压中的周期性高频振荡。
测试中使用谐波分析仪测量电流和电压的谐波含量，通过比较得出系统中谐波的水平。
4.测试过程(1)设定测试参数：根据实际情况设定测试参数，如采样频率、测试时间等。
(2)连接测试设备：将谐波分析仪与被测电路相连，确保连接正确稳固。
(3)进行测试：启动谐波分析仪，开始采集电流和电压波形数据。
(4)数据处理：将采集到的波形数据传输到计算机，进行数据处理和分析。
(5)生成报告：根据测试结果生成谐波测试报告，包括谐波含量的图表和分析结果。
5.测试结果通过谐波测试，我们得到了电流和电压的谐波含量数据，并生成了谐波含量柱状图和波形图。
以下是测试结果的分析和解释：(1)谐波含量柱状图：将电流和电压的谐波含量以直方图的形式呈现，便于直观了解谐波水平的分布情况。
(2)谐波含量波形图：通过波形图可以看出谐波对电流和电压的影响，如波形的畸变程度和波形的变化规律等。
6.结果分析根据测试结果的分析，我们可以得出以下结论和建议：(1)谐波含量水平：根据柱状图和波形图，我们可以判断电流和电压的谐波含量水平。
如果谐波含量超过国家标准或产生严重的波形失真，说明存在谐波问题。
(2)谐波原因：根据波形图的分析，我们可以初步判断谐波的原因，如非线性负载、非线性电源等。
(3)改善措施：根据测试结果和分析，我们可以提出改善电力质量的措施，如添加滤波器、更换电源等。
7.结论通过谐波测试，我们确认电力系统中存在谐波问题，并提出相应的改善措施。
根据测试结果和分析，我们可以合理优化电力系统，改善电力质量，确保系统的安全稳定运行。
电能质量的谐波测量与分析
收稿日期:2003-01-09作者简介:邵建昂(1968-),男,浙江金华人,硕士,主要从事电力电子在电力系统中的应用。
电能质量的谐波测量与分析邵建昂 吴为麟(浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘 要:通过工厂用电的具体案例分析了电能谐波的产生及其危害,介绍了电能谐波的实用测量方法;并对抑制谐波的有效方法进行了探讨。
关键词:电能质量;谐波测量;谐波抑制中图分类号:T M71 文献标识码:A 文章编号:1004-3950(2003)01-0022-04The pow er harmonics measuring and analyzingSHAO Jian 2ang ,WU Wei 2lin(C ollege of E lectrical Engineering Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China )Abstract :The paper analyzes the cause and danger of power harm onics ,and introduces the practical measure method of power harm onics.The paper als o discusses how to reduce the power harm onics.K ey w ords :power quality ;harm onic measuring ;harm onic limit1 引 言电能是用途最广的能源之一,而电能质量与国民经济的各个部门和人民日常生活有着密切的关系和重要意义。
所谓电能质量,是指将发电厂发出的电能,看作一种商品,从而对它的各种技术指标做出规定,以判断其是否合格。
在理想的交流供电系统中,三相交流电压是平衡的,电压和电流的波形呈正弦波无畸变状态。
电能的质量,通常以供电电压的频率、偏移、波动、闪变、间断、塌陷、尖降、谐波畸变、三相不平衡度和高频干扰等项指标来表征。
高频实验报告 浙工大
实验三 高频谐振功率放大器一、 实验目的1、进一步理解谐振功率放大器的工作原理即负载阻抗和激励信号电压变化对其工作状态的影响。
2、 掌握谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。
二、 实验仪器1. BT-3频率特性测试仪（选项） 一台2. 高频电压表（选项） 一台3. 20MHZ 双踪模拟示波器 一台4. 万用表 一块5. 调试工具 一套三、 实验原理四、 实验步骤参看附图G1 1、按下开关KE1，调节WE1，使QE1的发射极电压V E =2.2V （即使I CQ =7mA ，通过测量P5与G 两焊点之间的电压，见图0－2所示）。
2、连接JE2、JE3、JE4、JE5。
3、使用BT —3型频率特性测试仪，调整TE1、TE2，使得TE1初级与CE7，TE2初级与CE4谐振均在10.7MHz ，同时测试整个功放单元的幅频特性曲线，使峰值在10.7MHz 处（如果没有BT-3型频率特性测试仪，则这一步不作要求）。
4、从INE1处输入10.7MHz的载波信号（此信号由高频信号源提供，参考高频=250mV左右。
用示波器探头在TTE1处观察输出波信号源的使用），信号大小为VP-P形，调节TE1、TE2，使输出波形不失真且最大。
=0mV开始增加,用示波器5、从INE1处输入10.7MHz载波信号，信号大小从VP-P探头在TTE2上观察电流波形，直至观察到有下凹的电流波形为止（此时如果下凹的电流波形左右不对称，则微调TE1即可）。
如果再继续增加输入信号的大小，则可以观测到下凹的电流波形的下凹深度增加。
（20Mhz示波器探头，如果用1档看下凹不明显，则用10档看。
）6、观察放大器的三种工作状态输入信号为Vp-p=250mV左右（由高频信号源提供10.7MHz载波）。
调中周TE1、TE2（此时负载应为51Ω，JE3、JE4、JE5均连上），使电路谐振在10.7MHz上（此时从TTE1处用示波器观察，波形应不失真，且最大）。
谐波测试报告(参考模板)概要
姚安供电有限公司谐波测试报告姚安供电有限公司二〇一一年三月前言随着电网中电力电子技术广泛应用和非线性负荷的增加，电能质量问题越来越受到重视。
电能质量中的一个重要问题是电力系统谐波的影响，本报告重点阐述了谐波源的分类及谐波的危害，结合部分具有代表性的谐波测试点电压、电流数据、波形进行分析，最后得出公司谐波预防措施，形成此报告。
报告编写：谢晓辉报告审核：赵新报告审批：赵卫平目录第一章规范性引用文件 (4)第二章术语 (4)第三章谐波源的分类 (5)第四章谐波的危害和影响 (7)第五章公共电网谐波标准 (8)第六章公司部分谐波测试记录 (10)第七章第3、5、7次谐波分析 (27)第八章消除谐波的步骤和方法 (29)第九章谐波预防措施 (30)第一章规范性引用文件SD 325-89 电力系统电压和无功电力技术导则（试行）DL/T 1053-2007 电能质量技术监督规程QB/YW206-31-2007 电能质量技术监督实施细则（试行）Q/CSG 2 1007-2008 电能质量技术监督管理规定住：本报告理论部分多处引用，不一一注明。
第二章术语谐波：对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部份电量称为谐波。
谐波次数：谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）。
正序性谐波：谐波次数为h=3k+1(k∈z),即1、4、7、10等次谐波称为正序性谐波。
负序性谐波：谐波次数为h=3k+2(k∈z),即2、5、8、11等次谐波称为负序性谐波。
零序性谐波：谐波次数为h=3k+3(k∈z),即3、6、9、12等次谐波称为零序性谐波。
公共连接点：用户接入公用电网的连接处。
谐波测量点：对电网和用户的谐波进行测量之处。
谐波含量：从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。
谐波源：向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电器设备。
第三章谐波源的分类作为谐波源，非线性设备可以被划分为如下几类：1、传统非线性设备，包括变压器以及电弧炉等。
高精度电参数测量和谐波分析的研究的中期报告
高精度电参数测量和谐波分析的研究的中期报告1. 引言1.1 研究背景及意义随着现代工业和电力电子技术的快速发展，电力系统的稳定性和电能质量日益受到重视。
电参数的准确测量是确保电力系统正常运行的重要环节，而电力系统中普遍存在的谐波问题，对电参数的测量提出了更高的要求。
因此，研究高精度电参数测量和谐波分析技术，对于提高电能质量、保障电力系统安全运行具有重要意义。
1.2 研究目标与任务本研究旨在深入探讨高精度电参数测量和谐波分析技术，实现以下目标：1.分析电参数测量的关键影响因素，提出提高测量精度的方法；2.研究谐波产生的原因及其对电能质量的影响，探讨有效的谐波分析方法；3.结合高精度电参数测量和谐波分析技术，为电力系统的稳定运行提供技术支持。
1.3 研究方法与技术路线本研究采用以下方法和技术路线：1.文献调研：收集国内外关于高精度电参数测量和谐波分析的研究成果，为本研究提供理论依据；2.实验研究：搭建实验平台，对电参数测量和谐波分析技术进行实验验证；3.数据分析：对实验数据进行处理和分析，优化测量和谐波分析算法；4.技术整合：将高精度电参数测量和谐波分析技术相结合，形成一套完善的电力系统监测与分析方案。
2. 高精度电参数测量技术2.1 测量原理与关键参数高精度电参数测量是电力系统分析、电力质量控制以及电力设备保护的基础。
其测量原理主要基于电路理论中的欧姆定律和基尔霍夫定律，通过精密仪器对电压、电流、功率、相位等关键参数进行实时监测。
在测量过程中，以下关键参数需特别关注：•电压和电流的有效值（RMS）：它们是衡量交变电压和电流大小的基本参数。
•有功功率和无功功率：有功功率是电路中实际进行功的能力，无功功率则反映电路的储能能力。
•功率因数：它是有功功率与视在功率的比值，反映了电能的有效利用程度。
•频率和相位：频率是交变电流电压周期性变化的速率，相位则是描述不同电压或电流波形之间相位差的重要参数。
对这些参数的高精度测量，不仅需要仪器的精确性，还需要考虑环境因素、操作方法等对测量结果的影响。
一文教你读懂谐波测量方法
一文教你读懂谐波测量方法来源：仪商网在很多人认识里，只有使用同步采样才能进行精确的谐波分析，其实采用非同步采样同样能进行谐波分析，而且在许多情况下甚至比同步采样法更优秀。
PA功率分析仪提供了常规谐波、谐波和IEC谐波三种谐波测量模式，支持同步和非同步的谐波分析，将两种分析方式互补使用可提高谐波的分析能力。
下面通过其计算方法的简单，结合实例讨论三种谐波模式的使用。
谐波测量基本原理目前最常用的谐波分析方法是使用傅里叶变换，将时域的离散信号进行傅里叶级数展开，得到离散的频谱，从离散的频谱中挑选出各次谐波对应的谱线，计算得出谐波各项参数。
在实际实现时，由于离散傅里叶变换存在“栅栏效应”，采样频率不为基波的整数倍时，部分谐波可能不在离散傅里叶变换后的离散频率点上，需要使用特殊的手段将栅栏空隙对准我们关心的谐波频率点。
其中同步采样法和频率重心法使用最为广泛。
同步采样法顾名思义，就是使采样频率与基波频率同步改变。
该方法从源头上保证数据的采样频率为基波频率的整数倍，如IEC 61000-4-7标准就规定50Hz使用10倍基波采样率，采样数据经离散傅里叶变换即可得到各次谐波分量。
同步采样常用硬件PLL实现，需要实时调整采样频率，频率的锁定需要时间，受限于滤波器及相关器件，很难做到很宽的频域，也很难保证频谱特别丰富时的准确性。
频率重心法使用足够高的采样频率（一般大于4倍基波频率）即可满足直接对信号进行采样，将信号的频谱间隔拉开，并且使用更多周期的数据点做离散傅里叶变换，降低频谱泄露的影响。
最后根据窗函数的功率谱分布特性，通过频谱的谱峰和次谱峰，找到真正的谱峰频点——即离散频谱的谱峰和次谱峰的重心。
通过频率重心法消除了栅栏效应的影响，对各次谐波使用重心法，还得到一个偏离系数，使用该系数配合窗函数功率谱，可求解得到对应频点的相位和幅值等信息。
至此，非同步采样法同样得到了各次谐波。
受限于窗函数的频谱特性，该法需要用足够高采样率来保证各频率成分的频谱互相影响足够小；而且截断造成的泄漏也不能太大，否则产生的假频率叠加到真实频谱里，导致结果误差更大。
电力系统谐波和间谐波检测方法综述
电力系统谐波和间谐波检测方法综述一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，电力系统中的谐波和间谐波问题日益严重，对电力系统的安全、稳定、经济运行构成了严重威胁。
因此，研究和发展有效的谐波和间谐波检测方法，对于提高电力系统的供电质量、保护电力设备和促进节能减排具有重要意义。
本文旨在对电力系统谐波和间谐波的检测方法进行全面的综述，分析各种方法的原理、特点、适用范围以及优缺点，以期为谐波和间谐波检测技术的发展和应用提供参考。
本文首先介绍了谐波和间谐波的基本概念、产生原因及其对电力系统的影响，为后续检测方法的研究提供了理论基础。
接着，详细阐述了传统的谐波和间谐波检测方法，如傅里叶变换、小波变换等，并分析了它们的优缺点和适用范围。
然后，介绍了近年来新兴的基于的谐波和间谐波检测方法，如深度学习、神经网络等，并探讨了它们在谐波和间谐波检测领域的应用前景。
对谐波和间谐波检测技术的发展趋势进行了展望，提出了未来研究的重点和方向。
本文期望通过对谐波和间谐波检测方法的综述，为相关领域的研究人员和技术人员提供一个全面、系统的参考，促进谐波和间谐波检测技术的不断创新和发展，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供有力保障。
二、谐波和间谐波检测方法的分类电力系统中的谐波和间谐波检测是确保电力质量、保护设备和提高能源效率的关键环节。
针对这一目标，谐波和间谐波的检测方法主要可以分为两类：基于傅里叶变换的方法和现代信号处理方法。
基于傅里叶变换的方法是最常见的谐波和间谐波检测方法。
这类方法主要包括快速傅里叶变换（FFT）和离散傅里叶变换（DFT）。
FFT 是DFT的快速算法，能够在短时间内对信号进行频谱分析，从而准确地检测出谐波和间谐波的成分。
这类方法的主要优点是计算速度快，精度高，适用于稳态和准稳态信号的谐波分析。
然而，对于非稳态信号，FFT的检测结果可能会受到频谱泄漏和栅栏效应的影响。
现代信号处理方法则提供了更多的选择，以适应复杂多变的电力系统环境。
高校谐波源设备的谐波测试分析及治理措施7
高校谐波源设备的谐波测试分析及治理方案袁燕安科瑞电器制造有限公司摘要：在高校实验教案过程中所使用的科学仪器包含大量谐波源设备，针对理工科类院校的谐波源测试情况，具体分析高校电力系统的谐波特性并预估谐波所造成的的影响，提出谐波治理方案，方案采用安科瑞电气股份有限公司的有源电力滤波器产品，为高校的建筑电气设计提供优化方案和参考依据。
关键词：高校；谐波；有源电力滤波器；建筑电气1 前言在现代社会中由于越来越多的非线性负载设备接入电网，向电网注入大量的谐波电流，使得公共接入点的电压畸变，导致电网的电流畸变，电能质量恶化。
谐波的存在必然会使变压器的损耗增加，也会造成无功补偿的电容器谐振、干扰敏感的电子设备、引起电动机震动和继电器误动作。
现在谐波造成的危害开始逐渐被人们重视，并且希望通过采取相应的措施来治理电网中的谐波[1-2]。
在治理谐波时，必须确定谐波源的存在以及分析其谐波特性，这是采取正确治理方案的关键。
典型的非线性负载等常见谐波源的特性已经为人们所熟悉，并能进行针对性的抑制和治理。
但是在高校的实验楼、教案楼电网系统中出现的谐波情况比较特殊，例如很多在通常的民用建筑内较少遇到的谐波源设备和大量的敏感设备需要“干净”<不能包含谐波）的电网环境以保障系统的正常运行[3-4]。
针对上述原因，本文通过对某理工科高校的几类典型的实验室设备谐波特性进行分析，给出谐波治理方案以及相关的治理谐波的产品,本文采用安科瑞电气股份有限公司所生产的型号为ANAPF50-400/B三相四线制有源电力滤波器来治理某高校的谐波负载。
2 典型的实验室设备谐波特性某理工科高校实验室包括自动化系的嵌入式系统实验室、工程物理系的加速器实验室、生物医学系的核磁共振谱仪实验室和材料系的烧结实验室[5]。
下面图1、图2、图3、图4分别列出了各个实验室的典型谐波波形。
根据这四个典型的谐波波形可以知道：一、在嵌入式系统实验室中，三相的电流波形为整流电路特征，电容充电过程才有电流，有明显的畸变。
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浙江大学电气工程学院谐波测试报告浙江华友电子有限公司2010-08-301监测背景浙江华友电子有限公司地处浙、皖、赣三省七县交界处的开化县，成立于2004年11月，主要生产Ф63.5—200mmCZ单晶硅和Ф63.5—200mm单晶硅片等；公司原有的单晶炉电源由苏州盈科公司生产，安装有滤波设备。
近期又新引进北京动力源科技有限公司制造的新型单晶炉电源。
华友公司的测量数据初步结果显示，动力源生产的单晶炉电源和传统的单晶炉电源相比更加节能，但存在谐波不符合国家标准的可能性。
图 1.1华友电子有限公司测量时用电简图测量时的用电简图如图 1.1所示。
测量点所在的华友专变由两台1250KV A的变压器并联，共有24台单晶炉。
其中22台单晶炉的电源由盈科公司制造，无源滤波器自动运行。
两台单晶炉电源由动力源生产，无滤波装置。
为了考查动力源公司生产的单晶炉电源工作时产生的谐波对电网的影响，故监测点选择在其中一台正在工作中的单晶炉电源计量柜，单晶炉采用三相四线制供电，监测A、B、C 三相的相电压和相电流。
监测过程中，单晶炉经过了引晶、放肩、等径、高温回炉、收尾等工作状态。
2 监测仪器及监测设置2.1 监测仪器监测仪器采用日本富士电机公司开发的新型电能计测终端PowerSATELITE Ⅱ进行测量记录采样数据，可以对三相电压/电流进行监测，利用相关对监测数据进行综合分析。
该设备带有LAN ，所以可以和各种带有网络的设备相连，实现远距离操作、监视和数据采集。
图 2.1 PSⅡ的外观功能介绍：采用32位浮点处理器和16A/D 转换器，可以进行交流电量的测量，按最大采样频率4860Hz 进行交流数据的采样，能够计算、记录有效值等各种信息。
可以同时测量能量和记录波形。
具有GPS 电波的时间同步功能，在不同地点安装的终端也能记录同一时刻的信息，避免故障信号在网络传播中的时延。
除了传统的RS-485接口和RS-232接口，该装置提供了10BASE-T 接口，可以利用以太网组成测量网络。
通过终端间的网络连接，可实现测量状态监视、各种设定值变更、波形记录的触发同步等功能。
提供CF 卡插槽，使得数据存储量大大增加（可达2GByte ）。
提供工作站的数据收集管理软件，及数据分析软件。
典型接线如图 2.2所示。
侧面正面图 2.2 PSⅡ的典型接线2.2 监测设置为了评估该厂的谐波情况以及新设备的谐波情况，采集了一定时间的电压和电流数据(监测点见图 1.1)，采样频率为4800Hz，每隔10min记录一次，每次记录时长为0.25s，分析结果取数据的算术平均值。
监测点的接线方式为A、B、C三相相电压输入，三相电流通过500A/5A和5A/7mA两个电流互感器将测量仪表的二次电流引入PSⅡ中。
在PSⅡ中通过设置二次的电压互感器和电流互感器变比可以得到实际的线电压和相电流。
数据将以csv格式储存在CF卡中。
测量时间为8月8日21:40到8月9日21:50，共得到146个有效记录文件。
3国家标准的规定3.1 国家标准简介本次测量主要依据国家标准 GB/T 14549-1993《电能质量-公用电网谐波》。
公用电网谐波电压限值见表 3.1。
公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量（方均根值）不应超过表 3.2规定的允许值。
当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时，表 3.2的谐波电流值的换算应按照公式3-1和公式3-2。
表 3.1公用电网谐波电压(相电压)限值 各次谐波电压含有率，%电网标称电压 kV 电压总谐波畸变率 % 奇 次 偶 次0.38 5.0 4.0 2.06、10 4 3.2 1.6表 3.2公用电网谐波电流限值 谐波次数及谐波电流允许值（A ）标准电压 (kV) 基准短路容量 (MV A) 2 3 4 5 6 7891011121314151617181920 21 22 23 24 250.38 10 7862 39 62 26 4419211628132411129.7188.6167.8 8.9 7.1 14 6.5 1221*k k hp h S S I I = ………………. (3-1)式中：S k1——公共连接点的最小短路容量，MV A ；S k2——基准短路容量，MV A ；I hp ——表3.2中的第h 次谐波电流允许值，A ；I h —— 短路容量为S k1时的第h 次谐波电流允许值。
在公共连接点处第i 个用户的第h 次谐波电流允许值（I hi ）按公式3-2计算：α1*⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=t i h hi S S I I ………………… (3-2)式中：I h ——按公式3-1换算的第h 次谐波电流允许值，A ；S i ——第i 个用户的用电协议容量，MV A ；S t ——公共连接点的供电设备容量，MV A ；α——相位叠加系数，按国标表 3.3取值。
表 3.3相位叠加系数h 3 5 7 11 13 9|>13|偶次α 1.1 1.2 1.4 1.8 1.9 23.2 电流谐波参考标准为了判断测量点谐波电流是否符合国标要求，需要依据3.1中介绍的公式计算测量点的谐波电流标准，以下简称换算国标。
由图 1.1可知，对测量点而言，公共连接点为华友专变。
根据开化局提供的数据，华友公司低压侧三相短路情况如下：短路电流A I 4242=，电压等级KV U 4.0=， 短路容量MVA UI S k 2.938931==，基准短路容量MVA S k 101=。
公式3-2中，由于测量点为24台并联单晶炉之一，取241=ti S S 。
由公式3-1和公式3-2换算国标如下表所示。
表 3.4换算国标与国标 谐波次数 2 3 4 56 7 8 9 1011121314151617181920 21 22 23 24 25换算国标 4.68 1.01 2.34 1.29 1.56 1.34 1.14 1.260.96 1.410.78 1.320.660.720.58 1.080.520.900.47 0.53 0.43 0.84 0.39 0.72国标-10 78 62 39 6226 44 19 211628132411129.7188.6167.8 8.9 7.1 14 6.5 124 监测结果及分析4.1 监测所得波形监测点采样的数据很多，如图 4.1和图 4.2所示为监测点的电压电流典型波形。
-30-20-10102030时间/s 电流/A图 4.1监测点电流波形时间/s电压/v图 4.2监测点电压波形4.2 监测数据变化图从8月8日21:40到8月9日21:50止，连续24小时监测华友电子有限公司单晶炉正常工作时，其交流输入侧的A 、B 、C 三相的相电压和相电流，每隔10分钟采样一次（采样频率为4800Hz ，每次采样0.25秒），在单晶炉停机前共采样得146个点，每个点数据取算术平均值。
三相功率和三相电流有效值及总谐波畸变率随时间变化的曲线如图 4.3所示。
电流/A 功率/K W 谐波畸变率/%图 4.3 三相电流及总谐波畸变率、功率随时间变化曲线由图 4.3可知，功率和电流随时间变化的趋势相同，各相电流总谐波畸变率（THD ）主要位于15%~20%之间。
THD 的变化趋势与功率有关：当单晶炉功率大的时候，THD 变小；当单晶炉功率小的时候，THD 变大。
由于单晶炉处于不同工况，不同的时间点，即使功率相同，电流总谐波畸变率也不尽相同。
4.3 数据分析所有分析结果为所获得数据的算术平均值，其中谐波分析的每个数据分析段为960个采样点(即10个周期)。
三相电流电压有效值如表 4.1所示，三相有功功率和无功功率如表4.2所示，电流和电压各相的总谐波畸变率如表 4.3所示，各次谐波电流有效值和换算国标对比表如表 4.4所示，电压和电流各次谐波含有率如表 4.5所示。
表 4.1三相电流电压有效值Ua(V) Ub(V) Uc(V) Ia(A) Ib(A) Ic(A)221.46 221.95 221.62 141.46 141.54 135.16表 4.2三相有功无功功率A B C31.30 31.41 30.09视在功率(KV A)28.12 28.26 26.91有功功率(KW)13.74 13.68 13.43无功功率(KVar)表 4.3三相电流电压总谐波畸变率THD Ua THD Ub THD Uc THD Ia THD Ib THD Ic2.56 2.82 2.59 16.30 17.76 16.49表 4.4各次谐波电流有效值与换算国标对比表谐波次数23456789101112131415161718192021222324258.94 0.3 3.43 0.23 3.36 0.094.760.137.970.177.560.121.830.1413.570.153.160.172.59 0.09 3.66 0.1 2.12A相 0.5710.36 0.18 2.94 0.18 3.84 0.074.190.118.710.118.980.212.150.1714.250.144.380.092.51 0.09 3.94 0.07 2.72B相 0.2310.6 0.22 3.02 0.2 3.21 0.14.380.118.310.168.360.251.650.2110.530.143.420.092.25 0.09 2.83 0.08 2.94C相 0.32换算国标 4.68 1.01 2.34 1.29 1.56 1.34 1.141.260.961.410.781.320.660.720.58 1.080.520.900.470.53 0.43 0.84 0.39 0.72 国标（0.38v）78 62 39 62 26 44 19211628132411129.7188.6167.88.9 7.1 14 6.5 12表 4.5电压电流谐波含有率谐波次数Ua(%) Ub(%) Uc(%) Ia(%) Ib(%) Ic(%)2 0.192 0.112 0.112 0.407 0.166 0.2313 0.808 1.031 1.238 6.469 7.489 7.9954 0.023 0.015 0.024 0.212 0.126 0.1615 0.331 0.339 0.221 2.539 2.205 2.3626 0.029 0.018 0.014 0.162 0.133 0.157 0.587 0.653 0.652 2.459 2.802 2.4448 0.014 0.011 0.013 0.062 0.053 0.079 0.281 0.274 0.291 3.434 3.03 3.3110 0.014 0.015 0.016 0.096 0.077 0.08111 1.283 1.325 1.264 5.748 6.285 6.25612 0.019 0.017 0.013 0.121 0.078 0.11713 0.714 0.804 0.78 5.46 6.506 6.30914 0.016 0.025 0.026 0.089 0.148 0.18315 0.221 0.245 0.187 1.294 1.525 1.21416 0.015 0.02 0.025 0.102 0.125 0.15617 1.536 1.692 1.275 9.794 10.322 7.95218 0.015 0.015 0.02 0.11 0.1 0.10119 0.182 0.348 0.206 2.284 3.17 2.58820 0.014 0.009 0.009 0.123 0.067 0.06621 0.358 0.391 0.317 1.94 1.873 1.7622 0.009 0.007 0.008 0.067 0.063 0.06723 0.16 0.185 0.2 2.661 2.871 2.13524 0.005 0.006 0.005 0.072 0.049 0.06325 0.099 0.119 0.114 1.545 1.994 2.239从表 4.3可以看出，三相电压谐波总畸变率都小于5%，均符合国家标准。