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当变频器出现了谐波问题时应如何处理?

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当变频器出现了谐波问题时应如何处理?

发布日期:2022-03-28 作者:方长电力 点击:

变频器的输入和输出都不是标准的正弦波,尤其是输出的PWM波含有大量的高次谐波,使用通用的功率分析仪和电力谐波分析仪存在较大的误差。


采样频率不足导致VFD谐波分析错误。分析VFD输出波形时,应先对信号进行采样。为了避免混叠,一般功率分析仪的常用做法是增加抗混叠滤波器,限制信号带宽,滤除VFD输出PWM波中高于fs/2的信号。抗混叠滤波器的带宽是分析仪的实际带宽。这种先滤除谐波再分析谐波的方法,误差非常大,甚至可以说是错误的。


目前大部分分析仪采用FFT算法进行谐波分析。利用FFT谐波分析,首先用一个数据序列截取信号,然后对信号进行采样,通过FFT变换在频域对信号进行离散化。由于FFT的特性,要求截取的数据序列必须包含整数个信号周期,数据序列中的采样点数必须是2的n次方。事实上,用于FFT变换的信号周期是Z后检测到的信号周期。


电力谐波分析仪


因为VFD output的信号周期不是完全稳定的,必然会产生误差。从FFT的要求可以看出,FFT算法的局限性是显而易见的,如果从信号中截取的数据序列不是整数个信号周期,就会造成频谱泄漏和严重误差。使用FFT谐波分析时,频谱泄漏影响谐波分析的测量精度,而频谱泄漏根本的原因是采样中周期同步的误差。


为了处理频谱泄漏现象,一般分析仪采用加窗函数,这只是在一定程度上抑制了频谱泄漏,可以说带来了新的误差。VFD谐波分析是基于对电信号的测量,功率分析仪对电信号测量的误差必然导致分析结果的误差。要降低测量误差对谐波分析的影响,选择真正高精度的功率分析仪是关键。


电信号采样为功率分析仪可以处理的数字信号后,需要根据公式计算有效值、平均值、功率、总谐波失真、谐波因数等相关参数,这会导致计算误差。根据VFD谐波分析中的误差来源,可以对功率分析仪提出要求:采样频率要足够高,满足VFD谐波分析的要求,不低于200kHz。谐波分析算法采用DFT算法,不需要数据序列的整个周期和点数。采用具有明确误差参考条件的高精度功率分析仪,参考条件包括实际使用条件。




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关键词:电力谐波分析仪,电力系统电能质量监测仪,电能质量监测装置

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