高端數(shù)字萬用表在市電諧波分析中的應用

前言
隨著城市化和工業(yè)化的進一步發(fā)展，越來越多的電力電子設(shè)備在電網(wǎng)中廣泛使用，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成為電力系統(tǒng)的一大公害。對市電進行電力諧波分析就可以分析出其附近區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)工作狀況，從而為電網(wǎng)安全狀態(tài)提供依據(jù)。

由于市電電壓在120～380V范圍內(nèi)，峰值電壓小于1000V，臺式萬用表即可方便測量，并且可以反映出大多數(shù)設(shè)備工作的電壓環(huán)境。

本文以RIGOL高精度臺式萬用表DM3068為例，利用DM3068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(shù)據(jù)，借助C語言和VISA驅(qū)動實現(xiàn)對電力信號的全自動采集和存儲，再借助C和Matlab的良好接口能力和Matlab的強大運算能力對數(shù)據(jù)進行分析，從而得到諧波分析結(jié)果。整個測試系統(tǒng)可以做到全自動運行。

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

①電力諧波會引起電網(wǎng)的諧振，對系統(tǒng)構(gòu)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)諧振常會使之燒毀。

②諧波會使公用電網(wǎng)中的電力設(shè)備產(chǎn)生附加的損耗，降低了發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。

③電力諧波會造成電力設(shè)備過熱或電力損耗，會對使用電源工作的電子設(shè)備造成干擾，導致設(shè)備工作不穩(wěn)定，驗證時可能損壞設(shè)備。

動態(tài)實時的監(jiān)控和測量電力網(wǎng)絡中的諧波，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

硬件環(huán)境
RIGOL DM3068一臺、普通電腦一臺。硬件上只需要用USB線連接數(shù)字萬用表和電腦即可開始工作。硬件連接示意圖如圖1所示。

圖1 硬件連接示意圖