電能質(zhì)量分析儀

功能及組成

電網(wǎng)運行質(zhì)量進行檢測及分析的便攜式產(chǎn)品?？梢蕴峁╇娏\行中的諧波分析及功率品質(zhì)分析，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運行進行長時間的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測。同時配備電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析軟件，對上傳至計算機的測量數(shù)據(jù)進行各種分析。
主要由五部分組成，分別為測量變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊以及外圍模塊。其中測量變換模塊由電壓互感器、電流互感器以及信號調(diào)理電路組成；數(shù)據(jù)處理模塊包含DSP以及外部存儲器SDRAM與FLASH；外圍模塊由顯示、存儲以及通信子模塊組成。

工作原理

電網(wǎng)信號經(jīng)過電壓/電流互感器、信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)變?yōu)榉螦DC輸入要求的小幅值電壓信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將小幅值電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并將其傳送至數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊以DSP作為運算核心，對ADC的采樣信號進行數(shù)據(jù)處理，從而計算得到電壓偏差、頻率偏差、諧波、三相不平衡度、電壓閃變等電能質(zhì)量參數(shù)；數(shù)據(jù)管理模塊用于對數(shù)據(jù)處理模塊計算得到的各項電能質(zhì)量參數(shù)進行數(shù)據(jù)管理，完成顯示、存儲以及通信等人機交互功能。 
誤差來源
（1）測量變換電路引入誤差：電網(wǎng)中電壓、電流信號需分別經(jīng)過電壓互感器

因此PT、CT的比例誤差和相角誤差直接影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。當(dāng)工作在諧波條件下，PT、CT相角誤差發(fā)生改變，對各次諧波電壓、電流的轉(zhuǎn)換比例不*，輸入ADC的被測信號發(fā)生變形，測量誤差增大。
（2）ADC量化誤差：ADC量化誤差指輸入信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換時，用有限的數(shù)字信號來表示無限精度的模擬信號所造成的誤差。常采用12位或16位的ADC，且ADC位數(shù)越大，其轉(zhuǎn)換精度越高，量化誤差越小。
（3）其他誤差：包括環(huán)境溫度、相對濕度等因素導(dǎo)致硬件電路產(chǎn)生的誤差，電子器件以及線路老化等因素致使測量結(jié)果產(chǎn)生的誤差。
自動校準(zhǔn)技術(shù)
自動校準(zhǔn)主要涉及三方面技術(shù)：虛擬儀器技術(shù)、總線技術(shù)以及可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)命令。
（1）虛擬儀器技術(shù)：虛擬儀器技術(shù)利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。美國NI公司首先提出虛擬儀器的概念，自20世紀(jì)90年代以來，NI公司已先后研制出支持多種總線系統(tǒng)的虛擬儀器，尤其是該公司推出的LabVIEW，通過圖形化軟件程序流程圖來編程實現(xiàn)虛擬儀器的測量、測試功能；
（2）自動校準(zhǔn)系統(tǒng)通信的關(guān)鍵是總線技術(shù)，用于儀器測量的常用總線主要包括：GPIB(General Purpose Interface Bus，通用接口總線)、LAN(LocalArea Network，局域網(wǎng))、串口總線(RS-232、RS-422、RS-485)等；
（3）是一套標(biāo)準(zhǔn)命令集的規(guī)范，和硬件無關(guān)，無論是基于GPIB、LAN還是串口的任何儀器都可以使用符合SCPI標(biāo)準(zhǔn)的命令集。SCPI的語句以ASCⅡ文本的方式存在，可以加入到任何計算機測試編程語言之中，例如BASIC、C或C++；也可以用于如LabVIEW、LabWindows/CVI這樣的測試程序開發(fā)環(huán)境。 
諧波及無功問題 諧波以及無功是電網(wǎng)電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，無論對于電網(wǎng)還是用戶都有重要的意義。諧波和無功雖然是兩個相對獨立的問題，但是二者之間又有非常緊密的聯(lián)系。這是因為：
(1)諧波除其本身的問題之外，也影響負(fù)荷和電網(wǎng)的無功功率；
(2)產(chǎn)生諧波的裝置同時大都也是消耗基波無功功率的裝置；
(3)治理諧波的裝置通常也都是補償基波無功功率的裝置。

電能質(zhì)量分析儀