[发明专利]一种包含多次谐波测量的多功能三相电力仪表

说明书

本发明公开了一种包含多次谐波测量的多功能三相电力仪表，仪表采样电压电流输入、变送输出和通讯、供电电源三端隔离设计，抗干扰能力强，安全系数高；仪表能够测量多种电量参数，尤其是现在大部分仪表不具备的总谐波含量测量，多次谐波测量；仪表具有双MODBUS RTU通讯或者可选择的单MODBUS RTU通讯和MODBUS TCP通讯功能，便于与系统集成批量化管理；仪表具有双路变送功能，可以实现对多种电量测量参数的变送输出外加灵活的变送参数设置可适应各种变送应用场合；控制器具有两路报警继电器输出，报警方式可以单独设定，满足不同报警场合应用；仪表具有方便快捷的校准流程，利于快速批量校准仪表。本发明具有操作简单的人机界面，参数设置简单便捷。

技术领域

本发明涉及工业自动化测量控制技术领域，特别涉及一种包含多次谐波测量的多功能三相电力仪表。

背景技术

当前的工业用三相电力仪表大多不具备谐波分析功能，而在实际应用中，工厂中发电机大量应用，发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，这样就会引入谐波；在输配电过程中，电力变压器是输配电过程中主要的谐波来源，由于变压器的设计需要考虑经济性，其铁心的磁化曲线处于非线性的饱和状态，使得工作时的磁化电流为尖顶型的波形，因而产生奇次谐波；工厂的谐波最主要来源是用电设备，整流晶闸管设备，由于整流晶闸管广泛应用在开关电源、机电控制、充电装置等许多方面，给电网带来了相当多的谐波。据统计，由整流设备引起的谐波将近达到全部谐波的40％，是谐波的一个主要来源；

变频设备，电动机、电梯、水泵、风机等机电设备中常用的变频设备，因为大部分是相位控制，其谐波成分比较复杂，除了整数次的谐波成分外，还含有一定分数次的谐波成分，变频设备的功率一般较大，其广泛应用对电网造成的谐波也越来越多；气体放电类电光源。气体放电类电光源如高压钠灯、高压汞灯、荧光灯以及金属卤化物灯等，其伏安特性的非线性相当严重，有的电光源还具有负伏安特性，这些都会给输电网带来奇次谐波成分。

对旋转的发电机、电动机而言，由于谐波电流或谐波电压在定子绕组、转子回路及铁心中产生附加损耗，从而降低发电、输电及用电设备的效率。更为严重的是，谐波振荡容易使汽轮发电机产生振荡力矩，可能引起机械共振，造成汽轮机叶片扭曲及产生疲劳破坏。

谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致电机、变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以电机、变压器在严重的谐波负载下将产生局部过热、振动和噪声增大、温升增加，从而加速绝缘老化、缩短变压器等电气设备的使用寿命、浪费日趋宝贵的能源、降低供电可靠性。

由于电机、变压器、电力电容器、电缆等负载处于经常的变动之中，极易与电网中含有的大量谐波源构成串联或并联的谐振条件，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电机、变压器等负载及电力系统的安全运行，引发输配电事故的发生。

电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差，达不到正确指示及计量。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的开断能力将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器爆炸。

另外，由于谐波的存在，易使电网的各类保护及自动装置产生误动或拒动以及在通信系统内产生声频干扰，严重时将威胁通信设备及人身安全等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种包含多次谐波测量的多功能三相电力仪表。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：