電能質(zhì)量分析儀

1. PU是電力工程師經(jīng)常使用的一個(gè)術(shù)語，并被并入IEEE 1159。

PU是實(shí)際電壓除以標(biāo)稱電壓所得的百分比。例如，480V電路上0.8pu的電壓暫降為366V，120V電路上0.1pu的電壓中斷為12V。

“每單位”的概念是表示一個(gè)電壓，而不考慮標(biāo)稱電壓，因?yàn)橥ㄟ^電力系統(tǒng)中的各種變壓器，百分比變化將相似（變壓器中的損耗較小）。如果138kv輸電線下垂到0.7pu，那么13kv配電線路也會(huì)出現(xiàn)類似的下垂，終端用戶電壓也會(huì)出現(xiàn)類似的下垂。（當(dāng)然，如果中間有三角形Y形或Y形三角形變壓器，這將更改值，但概念保持不變。）

2. 電力工程領(lǐng)域的大多數(shù)人都遇到過這樣一個(gè)問題：電力諧波的流向是從電源到負(fù)載，還是從負(fù)載到電源。雖然這對(duì)一些人來說仍然是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題，但是確定這一點(diǎn)最普遍接受的做法是查看諧波瓦特相位角，或者特定諧波的電壓和電流之間的關(guān)系。適用于電壓和電流的純正弦波（只有基頻分量）的相同規(guī)則也適用于這里。

純阻性負(fù)載的電壓和電流之間的相位關(guān)系為零度，或功率因數(shù)為1。如果負(fù)載是一個(gè)純電感，那么電流滯后電壓90度，通常顯示為+90度。如果負(fù)載是純電容器，電流將電壓引入90度，因此相位角稱為-90度。這使得電感和電阻負(fù)載的功率因數(shù)為0到1之間的正數(shù)，而電容和電阻負(fù)載的功率因數(shù)為負(fù)數(shù)。

如果電壓和電流之間的相位角相差超過90度，這通常意味著與功率/諧波表或電力諧波分析儀一起使用的電流探頭放置在與假定功率流相反的方向。大多數(shù)電流探頭都有一個(gè)箭頭，箭頭應(yīng)該指向從電源到負(fù)載的方向，這是功率流的正常方向。當(dāng)正確安裝的CT上諧波電壓和電流的相位角在90度到270度（270也被稱為-90度）之間時(shí)，則假定該諧波功率流與基本功率流的方向相反，或從負(fù)載到電源。

在一些Dranetz電力質(zhì)量分析儀產(chǎn)品中，這是由每個(gè)諧波瓦特打印輸出旁邊的單詞SOURCE或LOAD表示的。在其他產(chǎn)品中，你必須看諧波瓦特的相位角來確定它落在哪里。必須提醒用戶，在許多測(cè)量中，諧波電流和電壓水平很低，諧波瓦特?cái)?shù)很小，可能沒有意義，潮流信息的方向也是如此。例如，如果在120v/30a電路中，存在0.05v的5次諧波電壓和0.2a、0.01w的諧波電流，則該方向的精度非常低。

3. 電源的“剛度”是一種工程術(shù)語，指即使在大電流負(fù)載條件下，電源也能提供幾乎恒定的電壓水平。從技術(shù)上講，它與等效源阻抗有關(guān)。歐姆定律和基爾霍夫定律是這里的關(guān)鍵。

例如，如果電源的阻抗為1歐姆，并提供100伏的電壓，那么如果負(fù)載電壓為1安培，那么負(fù)載電壓將為99伏，在電源阻抗上下降1伏。如果負(fù)載電壓為10A，那么負(fù)載電壓將僅為90V，在源阻抗上下降10V。然而，如果源阻抗為0.1歐姆，10安培的負(fù)載仍然會(huì)給負(fù)載99伏的電壓，因?yàn)橹挥?伏的電壓會(huì)通過源阻抗下降。因此，源阻抗為0.1歐姆的源比1歐姆的源要硬得多。諧波源阻抗也是如此。

通常情況下，電源越硬，用戶出現(xiàn)電能質(zhì)量問題的可能性就越小，無論是諧波、均方根變化（如凹陷）等。盡管與任何規(guī)則一樣，也有例外。

4. 電力諧波通常顯示為諧波頻譜，即電壓和電流的列表或條形圖，顯示每個(gè)諧波的大小。震級(jí)作為諧波的來源是一個(gè)很好的線索。

如果電流諧波具有顯著的第三次諧波，第五次諧波稍小，甚至第七次諧波稍小等等，這通常是由單相整流輸入、開關(guān)電源（如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和辦公環(huán)境中的其他信息技術(shù)設(shè)備）引起的。

如果主導(dǎo)諧波是第5和第7次，然后是第11和第13次，然后是第17和第19次，那么電源通常是一個(gè)6脈沖或極變換器，也稱為三相全波整流器，它存在于可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器和其他較大的“電子”負(fù)載中。

5. 通常是諧波電流引起關(guān)注，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致“諧波污染”擴(kuò)散到其他設(shè)備上。就像電流*阻抗=基頻電壓一樣，歐姆定律也適用于諧波電流、阻抗和電壓。

以非線性方式吸取電流的負(fù)載將導(dǎo)致富諧波電流與諧波阻抗發(fā)生反應(yīng)，并產(chǎn)生其他負(fù)載將看到的諧波電壓。

諧波阻抗可以隨著頻率或諧波數(shù)的變化而變化，通常隨著高次諧波的增加而顯著增加。這意味著產(chǎn)生顯著諧波電壓所需的諧波電流較少。

6. 一個(gè)常用的統(tǒng)計(jì)數(shù)字叫做THD，即總諧波失真。這是一個(gè)數(shù)學(xué)過程，其中：電壓或電流諧波的大小為平方；求和；求和的平方根；結(jié)果除以基本均方根或總均方根值；最后乘以100%。

根據(jù)除數(shù)，這個(gè)數(shù)字可能有很大的不同。（典型地，基本型在北美使用，而Total在歐洲使用）

對(duì)電流使用THD可能會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)，通常應(yīng)避免。諧波電流的實(shí)際大小更有意義。如果諧波電流的大小很小，比如在Y形電路的中性點(diǎn)，那么THD可能會(huì)非常大，這仍然不是問題。例如，30 A電路中性點(diǎn)的0.5 A電流可以由0.25 A基波和0.25 A三次諧波構(gòu)成。這將產(chǎn)生一個(gè)100%的THD，聽起來很糟糕，但在30a電路上是微不足道的。

7. 諧波通常被定義為“基頻的整數(shù)倍頻率”。

對(duì)于60hz電力系統(tǒng)，這意味著二次諧波為120hz，三次諧波為180hz，四次諧波為240hz，…，第n次諧波為n*60。發(fā)現(xiàn)實(shí)際上介于這些諧波頻率之間的頻率稱為間諧波（例如185赫茲），但通常比諧波頻率本身要少得多。低于基頻的頻率稱為次諧波（如9hz），通常導(dǎo)致光閃爍現(xiàn)象。