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什么是手持式-三相電力電網(wǎng)諧波測(cè)試儀

三相電力電網(wǎng)諧波測(cè)試儀在電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中如果使用了非線性負(fù)載，那么當(dāng)電流流經(jīng)該非線性負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就會(huì)形成非正弦電流，諧波電流就是將非正弦周期性電流函數(shù)按傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)時(shí)，其頻率為原周期電流頻率整數(shù)倍的各正弦分量的統(tǒng)稱(chēng)。

諧波頻率是基波頻率的整數(shù)倍，如果諧波的頻率是基波頻率的N倍，就稱(chēng)為N次諧波。傅立葉曾分析證明，任何重復(fù)的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波頻率倍數(shù)的諧波的正弦波分量，傅里葉變換本質(zhì)其實(shí)就是諧波分析，這說(shuō)明諧波也是正弦波，只是每個(gè)諧波都具有不同的頻率，幅度與相角。諧波可以區(qū)分為偶次諧波與奇次諧波，如第3、5、7次編號(hào)的為奇次諧波，而2、4、6、8等為偶次諧波。

有人好奇為什么沒(méi)有1次諧波呢？我們知道基波是與該重復(fù)波形最長(zhǎng)周期相等的正弦波分量，相對(duì)于這個(gè)周期的頻率被稱(chēng)為基波（本）頻率。而頻率等于基波（本）頻率整數(shù)倍的正弦波分量稱(chēng)為諧波，因此我們認(rèn)為一次諧波即為基波，所以很少出現(xiàn)一次諧波的叫法，如基波為50Hz時(shí)，2次諧波為100Hz，3次諧波則是150Hz。

 

 

 

一般來(lái)講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。如果想了解或?qū)W習(xí)傅里葉分析，推薦一個(gè)超Nice教程：“傅里葉分析之掐死教程”

諧波電流試驗(yàn)?zāi)康?/span>

諧波測(cè)試儀電流不僅會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)中的其他用電設(shè)備造成干擾，還會(huì)使電網(wǎng)的中線電流超載而降低電能使用效率。另外還可能造成醫(yī)用設(shè)備超溫，產(chǎn)生噪聲，加速絕緣老化，縮短使用壽命，甚至造成設(shè)備故障或燒毀等。

為了保障電網(wǎng)質(zhì)量，我國(guó)相繼公布了GB17625.1《電磁兼容限值低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值（設(shè)備每相輸入電流小于或等于16A）》及GB17625.2《電磁兼容限值對(duì)額定電流不大于16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍的限值》，分別等同于IEC61000-3-2和IEC61000-3-3。

我們做諧波電流試驗(yàn)?zāi)康闹荚?span style="font-weight: 600;">檢測(cè)電子電氣設(shè)備通過(guò)電源線注入到公用供電系統(tǒng)中的諧波電流是否滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值要求。

小提示：醫(yī)療器械行業(yè)諧波電流發(fā)射限值參考GB 17625.1，一般來(lái)講，奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大，因此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)奇次諧波提出了更高的要求，從而保證醫(yī)用設(shè)備不會(huì)對(duì)公共電網(wǎng)造成過(guò)大的影響。需要注意的是YY 0505對(duì)每相電流＞16 A的設(shè)備或系統(tǒng)不做要求。

 

試驗(yàn)設(shè)備及條件

根據(jù)GB17626.1標(biāo)準(zhǔn)要求，主要試驗(yàn)設(shè)備有以下幾種：

（1）純凈電源：其作用是產(chǎn)生一個(gè)沒(méi)有諧波的50Hz交流電源，這樣可以保證測(cè)試到的諧波是由EUT產(chǎn)生的。具體要求如下：

1. 輸出電壓穩(wěn)定度在±2.0%以內(nèi)，頻率穩(wěn)定度在±0.5%以內(nèi)；

2. 三項(xiàng)電源應(yīng)保證兩兩相之間的相角為120°±1.5°；

3. 帶載時(shí)輸出電壓2-40次諧波分量不得超過(guò)GB17625.1第A.2（C）所規(guī)定之比例；

4. 輸出電壓峰值應(yīng)為其rms值的1.40到1.42倍之間，且在87°至93°相位角出現(xiàn)；

 

（2）諧波測(cè)試儀：其作用是分析供電電流中的諧波成分，可以使用專(zhuān)門(mén)的儀器，也可以使用帶FFT功能的示波器來(lái)代替。具體要求如下：

應(yīng)符合IEC61000-4-7的要求；

電壓、電流、功率的測(cè)量準(zhǔn)確度滿足下表之要求：

 

 

 

 

（3）電流取樣傳感器（選用）：其主要作用是將EUT電源線中的電流進(jìn)行取樣，以便于分析。電流取樣傳感器要求靈敏度高切不能對(duì)供電條件產(chǎn)生太大的影響，以此來(lái)保證測(cè)試誤差足夠小。

試驗(yàn)方法及配置

除非另有規(guī)定，諧波電流發(fā)射試驗(yàn)應(yīng)在正常工作狀態(tài)且預(yù)期能產(chǎn)生最大總諧波電流的模式下進(jìn)行，單相設(shè)備的測(cè)量電路如下圖1所示：

 

 

 

 

圖1

 

三相設(shè)備的測(cè)量電路如下圖2所示：

 

 

 

圖2

 

舉例

GB17625.1把設(shè)備分成4類(lèi)

1. A類(lèi)：平衡的三相設(shè)備；家用電器（不包括列入D類(lèi)的設(shè)備）；工具，不包括便攜式工具；白熾燈調(diào)光器；音頻設(shè)備；未歸入其他三類(lèi)的設(shè)備都視為A類(lèi)設(shè)備。

 

1. B類(lèi)：便攜式工具；不屬于專(zhuān)用設(shè)備的弧焊設(shè)備。

 

1. C類(lèi)：照明設(shè)備（包括燈和燈具；主要功能為照明的多功能設(shè)備中的照明部分…）。

 

1. D類(lèi)：功率不大于600W的個(gè)人計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器及電視接收機(jī)。

 

各類(lèi)設(shè)備的限值要求如下圖所示：

 

 

 

三相電力電網(wǎng)諧波測(cè)試儀

 

其中B類(lèi)設(shè)備的限值為A類(lèi)設(shè)備限值的1.5倍，由上圖對(duì)比可知諧波電流限值對(duì)C類(lèi)設(shè)備要求尤為嚴(yán)格，D類(lèi)次之，也是因?yàn)檫@兩類(lèi)設(shè)備在生活中應(yīng)用尤為廣泛。