高端数字万用表在市电谐波分析中的应用

前言
随着城市化和工业化的进一步发展，越来越多的电力电子设备在电网中广泛使用，产生了大量的电力谐波注入到电网，这种不受控的电力谐波成为电力系统的一大公害。对市电进行电力谐波分析就可以分析出其附近区域内电网工作状况，从而为电网安全状态提供依据。

由于市电电压在120～380V范围内，峰值电压小于1000V，台式万用表即可方便测量，并且可以反映出大多数设备工作的电压环境。

本文以RIGOL高精度台式万用表DM3068为例，利用DM3068的DCV挡的1000V量程和10kSa/s采样速度对市电信号采集，利用USB接口上传采集的数据，借助C语言和VISA驱动实现对电力信号的全自动采集和存储，再借助C和Matlab的良好接口能力和Matlab的强大运算能力对数据进行分析，从而得到谐波分析结果。整个测试系统可以做到全自动运行。

电力谐波的危害
电力谐波对电力传输和使用都会造成很大的危害，通常表现在以下几个方面：

①电力谐波会引起电网的谐振，对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器件，电网谐振常会使之烧毁。

②谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。

③电力谐波会造成电力设备过热或电力损耗，会对使用电源工作的电子设备造成干扰，导致设备工作不稳定，验证时可能损坏设备。

动态实时的监控和测量电力网络中的谐波，对电力安全有很重要的意义。

电力信号测量分析环境准备

硬件环境
RIGOL DM3068一台、普通电脑一台。硬件上只需要用USB线连接数字万用表和电脑即可开始工作。硬件连接示意图如图1所示。

图1 硬件连接示意图