費思FT360系列高端數字萬(wàn)用表在市電諧波分析中的應用

　　隨著(zhù)城市化和工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，越來(lái)越多的電力電子設備在電網(wǎng)中廣泛使用，這也產(chǎn)生了大量的電力諧波注入到電網(wǎng)，這種不受控的電力諧波業(yè)已成為電力系統的一大公害。只有對市電進(jìn)行電力諧波分析才可以分析出其附近區域內電網(wǎng)工作狀況，從而為電網(wǎng)安全狀態(tài)提供有依可靠的依據。

　　由于市電電壓在120～380V范圍內，峰值電壓小于1000V，使用費思科技的FT360系列高端數字萬(wàn)用表即可方便測量，并且可以反映出大多數設備工作的電壓環(huán)境。

　　深圳市費思泰克科技有限公司研發(fā)制造的FT360系列高端數字萬(wàn)用表共有兩款型號，即FT365和FT368，其全稱(chēng)為超強功能數據通訊真有效值萬(wàn)用表。本文即是以費思科技的高精度手持式高端數字萬(wàn)用表FT365和FT368為例，利用FT365/FT368萬(wàn)用表的DCV擋的1000V量程和10kSa/s采樣速度對市電信號采集，利用USB接口上傳采集的數據，借助其所具備的諧波分析功能對電力信號的全自動(dòng)采集和存儲，再借助配置的Faithview軟件的強大運算能力對數據進(jìn)行分析，從而得到諧波分析結果，整個(gè)測試系統可以做到全自動(dòng)運行。

　　電力諧波的危害

　　電力諧波對電力傳輸和使用都會(huì )造成很大的危害，通常表現在以下幾個(gè)方面：

　?、匐娏χC波會(huì )引起電網(wǎng)的諧振，對系統構成重大威脅，特別是對電容器和與之串聯(lián)的電抗器件，電網(wǎng)諧振常會(huì )使之燒毀。

　?、谥C波會(huì )使公用電網(wǎng)中的電力設備產(chǎn)生附加的損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設備的效率。

　?、垭娏χC波會(huì )造成電力設備過(guò)熱或電力損耗，會(huì )對使用電源工作的電子設備造成干擾，導致設備工作不穩定，驗證時(shí)可能損壞設備。

　　動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的監控和測量電力網(wǎng)絡(luò )中的諧波，對電力安全有很重要的意義。

　　電力信號測量分析環(huán)境準備

　　1、硬件環(huán)境

　　FT365或FT368一臺、普通電腦一臺。硬件上只需要用USB線(xiàn)連接數字萬(wàn)用表和電腦即可開(kāi)始工作。硬件連接示意圖如圖1所示。

　　2、實(shí)現原理

　　此實(shí)驗需要數字萬(wàn)用表具有高速采樣、高精度測量和寬的電壓測量范圍特性，而費思科技的FT365/FT368數字萬(wàn)用表正好具備以上全部性能。其中，它的最高測量速度達到了10kSa/s，直流電壓測量準確度可以達到0.025%，量程范圍為50mV～1000V。在測試環(huán)境準備完畢后，利用電腦遠程命令對其進(jìn)行設置，然后開(kāi)始進(jìn)行數據采集，可以方便的直接對市電信號進(jìn)行多樣本采樣，同時(shí)，還可以將所采集數據傳輸到電腦進(jìn)行進(jìn)一步分析。

　　3、軟件環(huán)境

　　費思科技為FT365/FT368數字玩擁抱配備了功能強大的Faithview軟件，通過(guò)在PC機上運行該軟件可以實(shí)現趨勢繪圖、數據采集、內存查看、邏輯分析、單通道示波和諧波分析等功能。其中的諧波分析功能即可監控市電的電能質(zhì)量，其經(jīng)過(guò)對采樣數據進(jìn)行傅立業(yè)變換，計算出電路中的25次諧波分量，并以柱狀圖的列表方式顯示，從而幫助用戶(hù)分析和判斷市電的電能質(zhì)量。

　　電力信號測量與分析

　　多數電力系統可以容忍一定程度的諧波電流，但當諧波在總負載中所占比例較為明顯時(shí)就會(huì )出現問(wèn)題。隨著(zhù)這些頻率較高的電流流經(jīng)電力系統，它們會(huì )造成通信錯誤、過(guò)熱和硬件受損，比如：

　　配電設備、電纜、變壓器、備用發(fā)電機等過(guò)熱;

　　諧波阻抗造成的高電壓和環(huán)流;

　　發(fā)熱并浪費電能的高中性線(xiàn)電;

　　因電壓失真嚴重導致設備故障;

　　增大了連接設備中的內部能耗，造成元器件失效并縮短使用壽命;

　　支路斷路器偽跳閘;

　　計量錯誤;

　　配線(xiàn)和配電系統失火;

　　發(fā)電機失效。

　　因此，通過(guò)使用FT365/FT368的諧波測試分析功能來(lái)分析所測電力系統的電力的質(zhì)量狀況，并根據所得到的報告制定針對的解決方案，以減輕電力系統對使用設備的傷害。

　　結論

　　通過(guò)使用費思科技的FT365/FT368數字萬(wàn)用表對市電網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行分析和判斷，從而得到市電電力網(wǎng)絡(luò )運行狀況。利用FT365/FT368數字萬(wàn)用表的DCV擋的1000V量程和10kSa/s采樣速度對市電信號采集分析，按照采樣定律，可以有效分析出市電的信號狀況，足以滿(mǎn)足普通電力的監測應用。同時(shí)利用FT365/FT368的Faithview軟件的諧波分析功能和高速、高精度測量能力以及靈活的通信接口，可以很方便地對電力網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并實(shí)時(shí)繪制分析結果，以監測電力網(wǎng)絡(luò )的狀況?？梢哉f(shuō)整個(gè)系統簡(jiǎn)單靈活，具有很大的實(shí)用價(jià)值。