横河WT5000功率分析仪分组击破谐波测量 - 深圳市科瑞杰科技有限公司

在新能源并网加速的今天，低压分布式发电系统的电网连接对谐波分量的抑制变得瑜伽重要。面对国际IEC 61000-3系列标准（谐波电流标准）和不同国家对2kHz-9kHz高频谐波的严苛要求，如何快速精准地完成谐波测量成为日益迫切的需求！

横河根据常用的分布式发电典型项目，将谐波测量功能内嵌入WT5000高精度功率分析仪，灵活应对日益更新的市场化需求。

下表即为横河WT5000的谐波测量分组指南，我们逐个详解其中的功能原理及设置方法。

表１　低压分布式发电系统标准中的谐波电流规定和使用WT5000的设置

对症下药，分组执行谐波测量更高效

Type1：包括间谐波在内最大50次的谐波测量

在Type1设置中，横河WT5000可根据不同的需求从细节入手确保测试的精准高效。

谐波是指以商用频率50/60Hz正弦波为基波的整数倍频率的正弦波。若基波(一次分量)为50Hz，则三次分量为150Hz，五次分量为250Hz，如图1所示，随着这些分量叠加典型的畸变波呼之欲出。

▲图１　谐波原理(叠加原理)

另一方面，如图2所示，当输入频率为50Hz时，设备将对输入信号的10个周期进行傅里叶变换，并在产生间谐波的同时将其分解为以5Hz为增量的10级频率分量。

▲图２　间谐波(50Hz)

而在谐波调节标准中，鉴于谐波分量是被分组评估的有效值，因此每当在计算谐波和其相邻间谐波的总值时设备并不是将它们的数值简单相加，而是对每个分量进行平方，相加，然后将平方和进行平均计算后得出平方根。如图3所示，若此处的间谐波恰好位于两个间谐波之间，则该谐波将被计算为该分量幅度的一半。

▲图3　谐波组(50Hz)

与此同时如图4所示，谐波和与该谐波直接相邻的两个间谐波总值(有效值)被称作谐波子组，其计算方式与谐波组相同，即对平方和进行平均。

▲图４　谐波子组(50Hz)

Type2：2kHz~9kHz谐波测量

除常规的50Hz~2.5kHz谐波测量外，横河WT5000在Type2设置中将可测量的次数从传统的第50次(50Hz x 50次=2.5kHz)增加到了200次(50Hz x 200次=10kHz)，并相应提高了谐波测量的采样频率，成功将测试的辐射面延伸至2kHz~9kHz的谐波。

需要注意的是2kHz至9kHz的谐波分组OFF和谐波子组测试虽然与其他情况相同，但其谐波组却不尽相同，图5就是以2100Hz分组为代表的典型案例，其中排除了2000Hz分量，并将运算中所包含的后续间谐波和2200Hz分量算作2100Hz分量。

▲图5　2kHz~9kHz分组(2100Hz为例)

Type3：最大2kHz间谐波中心子组

不同的国家或地区对间谐波的分组评估方式不一，多数仅针对间谐波成分，不含前文介绍的谐波子组(包含谐波次数相邻间谐波的组)。因此为随时随地应对测试需求的变化，按成分分组成为了横河WT5000以不变应万变的法宝——在Type3设置中分组就被称作间谐波中心子组。

如图6所示，中心子组意为连续输入两个谐波频率间所有间谐波分量的总值(有效值)，其中不含与谐波频率直接相邻的频率分量，最大为2kHz。

▲图6　间谐波中心子组(50Hz)

Type4：最大2kHz间谐波中心组

除常规测试外，在Type4设置中的横河WT5000还可以计算最大50次的间谐波中心组，其示意图如图7所示。

▲图７　间谐波组(50Hz)

用户可参照图8中的IEC谐波菜单界面自行设置主机上的每种谐波类型，完成相应测试。

▲图8　WT5000主机上的谐波测量类型设置

超级大脑，IS8000让数据处理清晰明了

在了解了横河WT5000执行谐波测量时的分组逻辑后，用户又该如何轻松处理所得数据并将结果妥善保存呢？——横河IS8000集成系统将是您最佳的数据处理拍档。将将WT5000连接到上位机后用户即可参照图8，在IS8000中进入DAQ (IEC 2k-9kHz)菜单后于PC屏幕中一览高达50次的谐波/间谐波、或2k至9kHz的谐波/间谐波测量结果并保存相关数据。