[发明专利]非稳定谐波及间谐波测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及用于对电子装置产生的谐波和间谐波进行测量的装置，特别是用于对电力信号中幅值或频率随时间变化的非稳定谐波分量以及频率为基频非整数倍的间谐波分量的准确快速测量仪器。

背景技术

近年来，一方面，电力电子装置的广泛使用给电力系统带来了大量的谐波、间谐波污染；另一方面，大量敏感设备的使用对于谐波、间谐波的测量及补偿提出了更高的要求。高精度谐波、间谐波测量对于电能质量分析、电力系统保护及控制有着十分重要的意义。

目前国内外关于谐波、间谐波的测量装置大多是基于时域-频域的方法。这种装置的准确性主要由采样是否同步、采样窗函数的性能以及频率分辨率等因素共同决定。

随着电力系统非线性、冲击性负荷的广泛使用，电网频率不能维持50Hz的稳定值，而是在一定范围内(一般在49.5Hz～50.5Hz内)波动。对于系统中非稳定谐波、间谐波的测量，如果要采用当前国内外广泛使用的方法装置，一方面需要尽可能高的频率分辨率，另一方面，采样窗口长度要尽量的短。目前，这些信号测量装置的设计主要是基于IEC61000-4-7标准的，该标准推荐50Hz系统采样窗口长度为10个基频周波，在此频谱范围内通过谐波、间谐波分组来测量谐波、间谐波分量的信息。实质上该标准是在对频率分辨率和采样窗口长度两方面要求综合考虑之后确定了这种折中方案。在这种频率分辨率下很难得到高精度的测量结果，标准推荐的利用间谐波组测量间谐波分量的方法是将2个谐波分量之间的频谱作为一个间谐波组，从中得到这两个谐波之间间谐波的总体有效值，而无法确定每一个间谐波分量的具体信息。因此，一种能够避免频率分辨率与采样窗口长度之间矛盾、准确跟踪测量每一个信号分量的频率信号测量装置对于各次非稳定谐波、间谐波的测量是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够同时准确测量幅值或频率随时间变化的非稳定谐波及间谐波测量仪。

本发明的目的是这样实现的：一种非稳定谐波及间谐波测量仪，包括含有信号参数因子μ₁、μ₂和μ₃的EPLL逻辑电路，输入信号模块与基频谐波带通滤波器X0，3-N奇数次谐波带通滤波器和/或2-N偶数次谐波带通滤波器，以及第1个间谐波带通滤波器J1，第2个间谐波带通滤波器J2，……，第m个间谐波带通滤波器Jm的输入端相连接；基频谐波带通滤波器X0的输出端顺次与基频EPLL逻辑电路E0以及基频谐波显示逻辑电路连接；上述3-N奇数次谐波带通滤波器和/或2-N偶数次谐波带通滤波器的输出端分别顺次与相应的零差逻辑电路L1，L2，……，Ln以及相应的谐波显示逻辑电路连接，上述第1个间谐波带通滤波器J1，第2个间谐波带通滤波器J2，……，第m个间谐波带通滤波器Jm的输出端分别顺次与相应的第1个间谐波EPLL逻辑电路E1，第2个间谐波EPLL逻辑电路E2，……，第M个间谐波EPLL逻辑电路Em以及相应的间谐波显示逻辑电路连接；与上述零差逻辑电路L1，L2，……Ln对应的增益逻辑电路Z1，Z2，……，Zn的输入端均与基频EPLL逻辑电路E0的相应输出端相连接，上述增益逻辑电路Z1，Z2，……，Zn的输出端分别与对应的零差逻辑电路L1，L2，……，Ln的参考相位输入端相连接。

上述零差逻辑电路L1，L2，……，Ln中的参考信号的频率与输入信号E0的频率相等，所产生的混频信号由一个直流分量与一个输入信号频率的倍频分量组成。

上述EPLL逻辑电路的信号参数因子中，μ₁的取值范围为0＜μ₁＜1/T，其中T为信号的周期；μ₂为大于1的正数，μ₃为小于1的正数，且μ₂与μ₃的乘积与μ₁为同一数量级。

上述μ₁为50，μ₂为1800，μ₃为0.05。