諧波測試儀使用方法

A. 大神，請問如何用示波器測諧波呢

利用示波器所做的任何測量，都是歸結為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度，既可以測量直流電壓和正弦電壓，又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個脈沖電壓波形各部分的電壓幅值，如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓測量儀器都不能比擬的。

1、直接測量法

所謂直接測量法，就是直接從屏幕上量出被測電壓波形的高度，然後換算成電壓值。定量測試電壓時，一般把Y軸靈敏度開關的微調旋鈕轉至「校準」位置上，這樣，就可以從「V/div」的指示值和被測信號佔取的縱軸坐標值直接計算被測電壓值。所以，直接測量法又稱為標尺法。

（1）交流電壓的測量

將Y軸輸入耦合開關置於「AC」位置，顯示出輸入波形的交流成分。如交流信號的頻率很低時，則應將Y軸輸入耦合開關置於「DC」位置。

將被測波形移至示波管屏幕的中心位置，用「V/div」開關將被測波形控制在屏幕有效工作面積的范圍內，按坐標刻度片的分度讀取整個波形所佔Y軸方向的度數H，則被測電壓的峰-峰值VP-P可等於「V/div」開關指示值與H的乘積。如果使用探頭測量時，應把探頭的衰減量計算在內，即把上述計算數值乘10。

例如示波器的Y軸靈敏度開關「V/div」位於0.2檔級，被測波形佔Y軸的坐標幅度H為5div，則此信號電壓的峰-峰值為1V。如是經探頭測量，仍指示上述數值，則被測信號電壓的峰-峰值就為10V。

（2）直流電壓的測量

將Y軸輸入耦合開關置於「地」位置，觸發方式開關置「自動」位置，使屏幕顯示一水平掃描線，此掃描線便為零電平線。

將Y軸輸入耦合開關置「DC」位置，加入被測電壓，此時，掃描線在Y軸方向產生跳變位移H，被測電壓即為「V/div」開關指示值與H的乘積。

直接測量法簡單易行，但誤差較大。產生誤差的因素有讀數誤差、視差和示波器的系統誤差（衰減器、偏轉系統、示波管邊緣效應）等。

2、比較測量法

比較測量法就是用一已知的標准電壓波形與被測電壓波形進行比較求得被測電壓值。

將被測電壓Vx輸入示波器的Y軸通道，調節Y軸靈敏度選擇開關「V/div」及其微調旋鈕，使熒光屏顯示出便於測量的高度Hx並做好記錄，且「V/div」開關及微調旋鈕位置保持不變。

去掉被測電壓，把一個已知的可調標准電壓Vs輸入Y軸，調節標准電壓的輸出幅度，使它顯示與被測電壓相同的幅度。此時，標准電壓的輸出幅度等於被測電壓的幅度。比較法測量電壓可避免垂直系統引起和誤差，因而提高了測量精度。

(1)諧波測試儀使用方法擴展閱讀

危害

1)對旋轉的發電機、電動機而言，由於諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉子迴路及鐵心中產生附加損耗，從而降低發電、輸電及用電設備的效率。更為嚴重的是，諧波振盪容易使汽輪發電機產生振盪力矩，可能引起機械共振，造成汽輪機葉片扭曲及產生疲勞破壞。

2)諧波電壓在許多情況下能使正弦波變得更尖，不僅導致電機、變壓器、電容器等電氣設備的磁滯及渦流損耗增加，而且使絕緣材料承受的電應力增大。

諧波電流能使變壓器的銅耗增加，所以電機、變壓器在嚴重的諧波負載下將產生局部過熱、振動和雜訊增大、溫升增加，從而加速絕緣老化、縮短變壓器等電氣設備的使用壽命、浪費日趨寶貴的能源、降低供電可靠性。

3)由於電機、變壓器、電力電容器、電纜等負載處於經常的變動之中，極易與電網中含有的大量諧波源構成串聯或並聯的諧振條件，形成諧波振盪，產生過電壓或過電流，危及電機、變壓器等負載及電力系統的安全運行，引發輸配電事故的發生。

4)電網諧波將使測量儀表、計量裝置產生誤差，達不到正確指示及計量。斷路器開斷諧波含量較高的電流時，斷路器的開斷能力將大大降低，造成電弧重燃，發生短路，甚至斷路器爆炸。

5)另外，由於諧波的存在，易使電網的各類保護及自動裝置產生誤動或拒動以及在通信系統內產生聲頻干擾，嚴重時將威脅通信設備及人身安全等。

參考資料來源：網路-示波器

參考資料來源：網路-諧波

B. 頻譜分析儀如何測試二次諧波

設置中心頻率為載波頻率，設置合適的Span、RBW和參考電平，打開峰值marker，打開marker增量功能（個別頻譜儀需要將參考marker固定），再設置中心頻率至二次諧波頻率，打開峰值marker，讀marker增量讀數即為二次諧波失真值。若看不到二次諧波，可能被本底雜訊淹沒，需要調小RBW值，降低參考電平並減小輸入衰減值，從而降低本底雜訊，使諧波顯現。

C. 功率分析儀中有哪些諧波測試方法

一般有3種：

1、非同步采樣的寬范圍頻率段常規諧波測試，

2、同步采樣且頻率范圍稍小的普通諧波測試，

3、針對工頻的IEC61000-4-7標准諧波測試。

對諧波和閃爍的CE符合性測試

電氣設備、系統和裝置如果要投放到歐盟市場，其電磁騷擾和抗擾度必須滿足在歐盟指令和條例允許的水平。兩種不同類型 的對電網的騷擾需要測試：諧波和閃爍。任何具有非線性負載特性的電氣裝置都會產生電流諧波。由於電網的阻抗，這將導 致電壓跌落和產生電壓水平不穩定。這產生電壓波動，引起電氣照明設備的亮度變化（「閃爍」）。通過與合適的交流電源 和參考阻抗結合使用。

功率分析儀 LMG600成為諧波和閃爍符合性評估的工具。

LMG-Test-Suite (選件)提供一個容易使用的軟體解決方案，將執行電磁兼容性的符合性測試變成像小孩子的游戲那麼容易。

功率分析儀 LMG671

D. 如何測量諧波的頻率

可以用示波器測量信號在進行FFT運算，找到需要計算的N次諧波位置即可算出頻率

如下圖紅色直方圖就是對示波器的校準方波進行FFT（快速傅里葉變換）以後的樣子。從紅色直方圖中可以看出，頻率為0Hz的信號成分電壓為0，代表該信號不含有直流成分。而第一根紅線就是該信號的基波，其頻率為1KHZ，幅值為896.6mV。通過X軸游標X1和X2的差值，我們發現第五條直線的頻率為9KHz，是基波的9倍，那就是九次諧波。通過Y軸游標Y1和Y2的差值，我們可以得知該次諧波的幅值為104mv。

E. 諧波含量的處理測量

D1 諧波電壓（或電流）測量應選擇在電網正常供電時可能出現的最小運行方式，且應在諧波
源工作周期中產生的諧波量大的時段內進行（例如：電弧煉鋼爐應在熔化期測量）。
當測量點附近安裝有電容器組時，應在電容器組的各種運行方式下進行測量。
D2 測量的諧波次數一般為第2 到第19 次，根據諧波源的特點或測試分析結果，可以適當
變動諧波次數測量的范圍。
D3 對於負荷變化快的諧波源（例如：煉鋼電弧爐、晶閘管變流設備供電的軋機、電力機車
等），測量的間隔時間不大於2min，測量次數應滿足數理統計的要求，一般不少於30 次。
對於負荷變化慢的諧波源（例如：化工整流器、直流輸電換流站等），測量間隔和持續時
間不作規定。
D4 諧波測量的數據應取測量時段內各相實測量值的95%概率值中最大的一相值，作為判斷
諧波是否超過允許值的依據。
但對負荷變化慢的諧波源，可選五個接近的實測值，取其算術平均值。
註：為了實用方便，實測值的95%概率值可按下述方法近似選取：將實測值按由大到
小次序排列，舍棄前面5%的大值，取剩餘實測值中的最大值。
D5 諧波的測量儀器。
D5.1 儀器的功能應滿足本標准測量要求。
D5.2 為了區別暫態現象和諧波，對負荷變化快的諧波，
每次測量結果可為3s 內所測值的平均值。推薦採用下式計算：
（） U
m
U h hk
k=1
m
= ∑ 1 2
（D1)
式中Uhk——3s 內第k 次測得的h 次諧波的方均根值；
m——3s 內取均勻間隔的測量次數，m≥6。
D5.3 儀器准確度
諧波測量儀的允許誤差見表D1。
表D1 諧波測量儀的允許誤差
等級被測量條件允許誤差
電壓
Uh≥1%UN
Uh<1%UN
5%Uh
0.05%UN
A
電流
Ih≥3%IN
Ih<3%IN
5%Ih
0.15%IN
電壓
Uh≥3%UN
Uh<3%UN
5%
Uh0.15%UN B
電流
Ih≥10%IN
Ih<10%IN
5%Ih
0.50%IN
註：①UN 為標准電壓，Uh 為諧波電壓；IN 為額定電流，Ih 為諧波電流。
②A 級儀器頻率測量范圍為0～2500Hz，用於較精確的測量，儀器的相角測量誤差不大
於±5°或±1°；B 級儀器用於一般測量。
D5.4 儀器有一定的抗電磁干擾能力，便於現場使用。儀器應保證其電源在標稱電壓±15%，
頻率在49～51Hz 范圍內電壓總諧波畸變率不超過8%條件下能正常工作。
D6 對不符合D5.2 條規定的儀器，可用於負荷變化慢的諧波源的測量。如用於負荷變化快
的諧波源的測量，測量條件和次數應分別符合D1 條和D3 條的規定。
D7 在測量的頻率范圍內，儀用互感器、電容式分壓器等諧波感測設備應有良好的頻率特性，
其引入的幅值誤差不應大於5%，相角誤差不大於5°。在沒有確切的頻率響應誤差特性時，
電流互感器和低壓電壓互感器用於2500Hz 及以下頻率的諧波測量；6～110kV 電磁式電壓
互感器可用於1000Hz 及以下頻率測量；電容式電壓互感器不能用於諧波測量。在諧波電壓
測量中，對諧波次數或測量精度有較高需要時，應採用電阻分壓器（UN<1kV=或電容式分
壓器（UN≥1kV）。

F. 微機繼電保護測試儀該如何做差動諧波試驗

根據「單側差動電流和另一側諧波模式」，單通道輸出諧波疊加差動電流也可以選擇為雙通道輸出。最高輸出9次諧波基本可以滿足一般諧波測試的要求。

繼電保護測試儀的差動諧波特性：

1、軟體界面類似於「交流試驗」風格，測試時操作簡便

2、可任意疊加多達9個諧波分量，每個諧波的幅度或相位可任意設定

3、可以直接修改電流幅度而不停止輸出測試、相位、改變步長或改變變數

4、更改時，可以在手動和自動加上、減去靈活控制之間更改變數

5、以圖形形式實時顯示雙通道疊加波形，便於直觀地觀察測試過程

參數設置：

在測試之前，每個通道的初始值直接在介面上設置，不需要的諧波分量應設置為零。介面上有值的通道，測試時會有輸出。因此，如果您不希望當前通道具有輸出，請將每個波形的幅度設置為0，或者未連接通道。

在一般測試中，基波和諧波相位在同一方向上，例如，兩者都設置為0°，也可以設置為反方向。該階段確定測試開始時測試輸出波形的起始角度。如果疊加波形的起始角度不一致或相反，則可能會影響測試。

在差動諧波制動測試中，IA輸出諧波給保護高壓側，IB輸出基波給保護低壓側。 IA、 IB也可以反轉輸出，而不會影響測試的正常測試。

變數選擇：

該軟體僅允許選擇IA、 IB中的一個通道作為變數。首先選擇通道，然後從下面的下拉菜單中選擇通道的某個諧波分量作為變數。也就是說，在測試期間，只有當前（IA或IB）通道的一個電流分量發生變化，而其他分量是「常數」。如果需要在測試期間不停止輸出而重置變數，則可以在更改模式列中選擇「手動測試」模式，並且可以修改界面上的大多數參數。修改後，一般按下測試儀鍵盤上的「確認」按鈕或筆記本上的「進入」按鈕讀取數據，以便測試儀根據新數據輸出。使用滑鼠將當前的「手動測試」模式切換到另一種自動模式也使測試儀能夠讀入新數據以達到相同的效果。

動作模式：

以下兩種操作模式僅對「自動添加」或「自動減少」更改有效。

動作停止選擇此模式後，測試儀會在收到受保護的動作信號後立即停止測試。此方法只能測試受保護的操作值。如果進行繼電器測試，為了減少繼電器「抖動」對測試的影響，「防抖時間」應設置為20ms或更長。

動作返回選擇此模式時，假定當前變數根據「自動添加」模式而變化。一旦測試儀接收到受保護的動作信號，它將自動反轉方向並根據「自動減法」模式改變。此方法可以測試保護的動作值，也可以自動測試返回值。如果執行繼電器測試，則「防抖時間」也應設置為20ms或更長。

開倉金額選擇和行動顯示

軟體默認界面的所有7個通道都被選中，全部有效。如果需要取消保護動作信號的一定開度響應，可以在測試前用滑鼠取消選擇。

在「手動測試」模式下，如果測試儀接收到保護動作信號，它不僅可以從報警聲中判斷，還可以在開啟量區域看到帶有鍵的小圖標。

以上是使用繼電保護測試儀進行差分諧波測試的方法和步驟。

回復者：華天電力