[实用新型]一种插座式单相电力谐波分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力谐波分析仪，更具体地说，涉及一种插座式单相电力谐波分析仪。

背景技术

近年来，随着电力电子技术的高速发展，越来越多大功率的电力电子器件在电网中得到应用，随之而来的谐波问题也越来越严重。大功率电力电子器件的谐波电流注入电网后，造成了电网电压的波形畸变，严重影响了电网的供电质量，对电网中各用户的电气设备的安全经济运行造成了威胁。

进行电力谐波分析的目的在于，为了将电力谐波造成的危害最大程度地降低，减少电力谐波给用户用电设备、变电站设备以及电力系统载波通讯造成的危害，就必须首先精确实时定量地对电网的谐波进行分析，包括电压电流谐波的成分、幅值和相位等。

在传统的微机谐波分析中广泛采用快速傅里叶变换(FFT)作为主要方法，但是基于固定采样频率的非整周期截断数据进行FFT时，存在频谱混叠、频谱泄漏和栅栏效应，它们会对谐波分析的结果造成较大的精确度问题，常用的做法是整周期采用或对数据进行“加窗”，前者在实际应用中容易受采样频率偏差的影响，降低了信号特征量的提取精度，后者虽然可以抑制旁瓣泄漏，但是会引入“主瓣模糊”的问题，因此“加窗”法不适用于信号谐波频率复杂的情况。

全相位FFT方法最初是为解决信号数据的截断误差而提出的。全相位FFT主要包括全相位数据预处理和FFT两个部分，该方法考虑了所有的数据分段情况，具有相位遍历性，因而削弱了波形首尾幅值跳变，使得信号处理性能得以改性。

实用新型内容

为了准确地测量分析电网的电压谐波和用户负载的电流谐波情况，并具备简单易用，方便携带，即插即用等优点，使得用户可以方便实时地获取电网谐波情况，同时还能根据实际需要对数据进行二次处理，本实用新型提供了一种插座式单相电力谐波分析仪，设置有插座，在所述插座内设置EMC电源模块、开关模块、锁相环同步测量模块、WIFI通信模块、OLED显示屏、DSP中央处理模块。

作为优选，所述EMC电源模块以及锁相环同步测量模块的输入端分别并联至220V电网，所述开关模块串联进交流220V电网；

作为优选，所述EMC电源模块的输出端分别与开关模块、OLED显示屏、DSP中央处理模块、WIFI通信模块、锁相环同步测量模块相连接；

作为优选，所述DSP中央处理模块分别与开关模块、OLED显示屏、WIFI通信模块、锁相环同步测量模块相连接。

作为优选，所述EMC电源模块包括防雷保护电路、抗干扰电路、AC-DC转换电路、滤波电路以及DC-DC转换电路，上述各电路依次相连；

作为优选，防雷保护电路直接接入220V交流线路，DC-DC转换电路的输出端分别与开关模块、OLED显示屏、DSP中央处理模块、WIFI通信模块、锁相环同步测量模块连接。

作为优选，所述WIFI通信模块接收来自DSP中央处理模块的数据，并将数据上传至上位机软件。

作为优选，所述锁相环同步测量模块包括信号传感单元、二阶滤波器、过零比较器、锁相环芯片、分频器、信号调理单元、AD转换芯片。所述信号传感单元接入220V交流电路，其输出与二阶滤波器和信号调理单元分别连接，所述二阶滤波器、过零比较器、锁相环芯片依次连接，所述锁相环芯片与分频器连接形成闭环，所述锁相环的输出作为AD转换芯片的转换启动信号，所述AD转换芯片的输出接DSP核心芯片。

作为优选，所述DSP中央处理模块包括DSP核心芯片和数据存储单元，所述DSP核心芯片分别与开关模块、OLED显示屏、WIFI通信模块、锁相环同步测量模块、数据存储单元连接；

作为优选，所述DSP核心芯片采用TMS320F28335芯片；

作为优选，DSP核心芯片TMS320F28335接收AD转换芯片输出的测量数据，经运算处理可以得到单相电压、电流的有效值，负载的功率、功率因素、频率，应用全相位快速傅里叶变换算法把电压电流的基波和各次谐波分离，并分别计算可以得到电压各次谐波幅值和相位、电流各次谐波幅值和相位，并算出电压、电流谐波的总畸变率。