电能质量分析仪是检测电力系统运行质量、识别异常的核心工具。它通过实时采集、处理和分析电网中的电压、电流信号，量化多项关键指标，并与国家标准进行比对，从而发现并定位电能质量问题。其检测电力系统异常的过程，可以概括为以下四个核心环节：

一、信号采集与转换：异常检测的基础

检测的一步是获取原始电网信号。分析仪通过电压互感器和电流互感器接入电网，将高电压、大电流信号转换为适合内部电路处理的小幅值安稳信号。这一过程要求互感器具有高精度和宽频带特性，以减少测量误差，特别是在谐波条件下，需确保对各次谐波转换比例的一致性。采集到的模拟信号随后由高精度模数转换模块（ADC）同步采样并转换为数字信号，为后续分析提供数据基础。

二、数据处理与参数计算：识别异常类型

数字信号被送入以数字信号处理器为核心的数据处理模块。通过一系列算法，计算出反映电能质量状况的各项参数。这些参数是判断系统是否异常的直接依据，主要包括：

稳态参数：用于评估电网的长期运行状态。

频率偏差：测量系统实际频率与标称频率（50Hz）的偏差，国标规定正常限值为±0.2Hz。

电压偏差：衡量实际电压与标称电压的差异，例如20kV及以下三相供电允许偏差为±7%。

三相不平衡度：计算负序电压不平衡度，电网正常运行限值为2%。

谐波含量：分析电压、电流波形畸变，计算各次谐波含有率及总谐波畸变率。例如，0.38kV公用电网电压总谐波畸变率限值为5.0%。

动态（暂态）参数：用于捕捉短时、突发的异常事件，这对敏感设备影响巨大。

电压波动与闪变：监测电压快速变化引起的照明闪烁现象。

电压暂升、暂降与短时中断：记录电压幅值突然升高、降低或供电短暂中断的事件，这是现代电力系统中非常重要的电能质量问题之一。

三、异常检测与定位：核心算法应用

针对不同类型的异常，分析仪采用不同的信号处理方法进行准确检测与定位：

对于谐波等稳态问题，主要采用频域分析法，如快速傅里叶变换，将时域信号转换为频域频谱，从而清晰识别各次谐波的成分和幅值。

对于电压暂降、中断等暂态扰动，则需要时域分析或更良好的智能方法。例如，采用小波变换来检测信号的奇异点，从而准确定位扰动发生和结束的时刻。另一种方法是数学形态学，它通过对信号进行形态梯度变换等操作，放大突变特征，实现简单、快速的扰动定位。更良好的仪器还会结合小波包除噪等技术，在强噪声环境中有效分离出扰动信号，提升检测可靠性。

四、数据管理与诊断输出：完成异常报告

计算得到的各项参数和事件记录被送入数据管理模块。分析仪具备强大的数据存储能力，可进行长时间记录（从几小时到数百天不等）。通过显示屏，用户可以实时查看波形、矢量图、谐波频谱等。更重要的是，数据可以通过USB接口或无线方式上传到计算机，利用配套的后台分析软件进行深度处理。