CN208350896U - 一种谐波的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种谐波的测量装置，所述谐波的测量装置包括电流互感器、电压互感器、逆变器、输入放大器、带通滤波器组、检波器组及多路显示器，所述逆变器将所述电缆上的交流电转换成直流电，并为所述电流互感器、电压互感器输入放大器、带通滤波器组、检波器组及多路显示器供电，所述电流互感器及所述电压互感器接入所述电缆中，用于从所述电缆3中提取检测信号并传输至所述输入放大器，所述输入放大器对所述检测信号进行信号放大，并传输至所述带通滤波器组中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电力设备技术领域，具体是一种谐波的测量装置。
背景技术
20世纪70年代以来,随着电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交交通及家庭中的应用日益广泛，谐波污染状况及危害程度呈急剧上升趋势。由于电力电子装置所产生的谐波污染问题是阻碍电力电子技术发展的重大障碍，无法回避，且谐波污染对电力系统存在严重的危害，准确地掌握电网中的谐波成分对于电力系统的安全、经济运行具有重要的意义，谐波测量是谐波问题中的一个重要分支，也是研究分析谐波问题的出发点和主要依据，谐波测量的主要作用有：鉴定实际电力系统及谐波源用户的谐波水平是否符合标准的规定，包括对所有谐波源用户的设备投运时的测量；电气设备调试、投运时的谐波测量，以确保设备投运后电力系统和设备的安全及经济运行；谐波故障或异常原因的测量；谐波专题测试，如谐波阻抗、谐波潮流、谐波谐振和放大等；现有的谐波分析方法主要有快速傅立叶变换，p、q分解法以及基于瞬时无功功率理论的，小波、人工神经网络以及支持向量机等方法，但各有各的缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种谐波的测量装置，以解决背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案；
一种谐波的测量装置，用于检测一电缆上的谐波成分，所述谐波的测量装置包括电流互感器、电压互感器、逆变器、输入放大器、带通滤波器组、检波器组及多路显示器，所述逆变器将所述电缆上的交流电转换成直流电，并为所述电流互感器、电压互感器输入放大器、带通滤波器组、检波器组及多路显示器供电，所述电流互感器及所述电压互感器接入所述电缆中，用于从所述电缆3中提取检测信号并传输至所述输入放大器，所述输入放大器对所述检测信号进行信号放大，并传输至所述带通滤波器组中，所述带通滤波器组包括n个带通滤波器,其中n大于等于1，所述n个带通滤波器分别为第一带通滤波器、第二带通滤波器…直至第n带通滤波器，所述第一带通滤波器、第二带通滤波器…直至第n带通滤波器的中心频率分别为f1、f2…fN，其中N为谐波的最高次数，n个所述带通滤波器并联，以将所述检测信号拆分成n次谐波波形，并传输至所述检波器组，所述检波器组包括m个检波器，其中m大于等于1，所述m个检波器分别为第一检波器、第二检波器…直至第m检波器，所述第一带通滤波器、第二带通滤波器…直至第n带通滤波器分别对应与所述第一检波器、第二检波器…直至第m检波器连接，所述m个检波器将所述n个所述带通滤波器发送的n次谐波波形检测出n个包络波形，并发送至所述多路显示器中，所述多路显示器用于显示所述n个包络波形中所含的谐波成分及其幅值。
优选的，所述电缆承载电压为220V、频率为50HZ的三相电源。
优选的，所述第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n的中心频率分别为f1、f2…fN固定为工频的整数倍，并且f1<f2…<fN。
优选的，所述带通滤波器组中带通滤波器的数量n与所述检波器组中检波器的数量m相等。
优选的，所述带通滤波器的电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、反相器K、第一电容C1及第二电容C2，所述反相器K的第一端接地，第二端分别连接所述第一电容C1及第三电阻R3，所述第三电阻R3接地，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2与第四电阻R4连接，所述第二电容C2的另一端分别接地及接所述第二电阻R2，所述第四电阻R4与所述反相器K的第三端连接，所述反相器K的第三端通过所述第一电阻R1与所述反相器K的第一端相连。
优选的，所述检波器的电路包括电感L、二极管D、第三电容C3及第五电阻R5，所述反相器K的第三端与所述电感L及所述二极管D连接，所述电感L及所述二极管D的另一端与所述第三电容C3连接，所述第三电容C3与所述第五电阻R5并联。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单合理，适用范围广，造价低，受外界环境的影响较小，并且逆变器能够将电缆上的交流电转换成直流电，并为电流互感器、电压互感器输入放大器、带通滤波器组、检波器组及多路显示器供电，无需外接电源，不影响检测的精度，可以获得理想的幅频特性和相频特性。
附图说明
图1为本实用新型提供的谐波的测量装置的一种结构示意图；
图2为本实用新型提供的谐波的测量装置的电路图；
其中，第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…第n带通滤波器1n、第一检波器21、第二检波器22…第m检波器2m、电缆3、电流互感器4、电压互感器5、逆变器6、输入放大器7、多路显示器8。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方面进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图2，本实用新型提供的一种实施例：
一种谐波的测量装置，用于检测一电缆3上的谐波成分，所述谐波的测量装置包括电流互感器4、电压互感器5、逆变器6、输入放大器7、带通滤波器组、检波器组及多路显示器8，所述逆变器6将所述电缆3上的交流电转换成直流电，并为所述电流互感器4、电压互感器5输入放大器7、带通滤波器组、检波器组及多路显示器8供电，所述电流互感器4及所述电压互感器5接入所述电缆3中，用于从所述电缆3中提取检测信号并传输至所述输入放大器7，所述输入放大器7对所述检测信号进行信号放大，并传输至所述带通滤波器组中，所述带通滤波器组包括n个带通滤波器,其中n大于等于1，所述n个带通滤波器分别为第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n，所述第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n的中心频率分别为f1、f2…fN，其中N为谐波的最高次数，n个所述带通滤波器并联，以将所述检测信号拆分成n次谐波波形，并传输至所述检波器组，所述检波器组包括m个检波器，其中m大于等于1，所述m个检波器分别为第一检波器21、第二检波器22…直至第m检波器2m，所述第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n分别对应与所述第一检波器21、第二检波器22…直至第m检波器2m连接，所述m个检波器将所述n个所述带通滤波器发送的n次谐波波形检测出n个包络波形，并发送至所述多路显示器8中，所述多路显示器8用于显示所述n个包络波形中所含的谐波成分及其幅值。
本实施例中，所述电缆承载电压为220V、频率为50HZ的三相电源。
本实施例中，所述第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n的中心频率分别为f1、f2…fN固定为工频的整数倍，并且f1<f2…<fN。以将检测信号中的谐波分量从高到低检测出来。
本实施例中，所述带通滤波器组中带通滤波器的数量n与所述检波器组中检波器的数量m相等，并便于检测出对各次谐波信号。
本实施例中，所述带通滤波器的电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、反相器K、第一电容C1及第二电容C2，所述反相器K的第一端接地，第二端分别连接所述第一电容C1及第三电阻R3，所述第三电阻R3接地，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2与第四电阻R4连接，所述第二电容C2的另一端分别接地及接所述第二电阻R2，所述第四电阻R4与所述反相器K的第三端连接，所述反相器K的第三端通过所述第一电阻R1与所述反相器K的第一端相连。此带通滤波器的优点是通过改变电阻值可以直接改变频宽而不会影响中心频率。
本实施例中，所述检波器的电路包括电感L、二极管D、第三电容C3及第五电阻R5，所述反相器K的第三端与所述电感L及所述二极管D连接，所述电感L及所述二极管D的另一端与所述第三电容C3连接，所述第三电容C3与所述第五电阻R5并联。通过包络检波电路能够检测出信号的包络，直接得到谐波的幅值和频率。
工作原理：首先，电流互感器4及所述电压互感器5接入所述电缆3中，从所述电缆3中提取检测信号并将所述检测信号输入所述输入放大器7中进行信号放大，所述带通滤波器组中的n个带通滤波器将所述检测信号按照谐波分量的从高到低拆分成n次谐波波形，并传输至所述检波器组，所述检波器组中的m个检波器，将所述n个所述带通滤波器发送的n次谐波波形检测出n个包络波形，所述多路显示器8显示所述n个包络波形中所含的谐波成分及其幅值，从而轻易的观察出各次谐波成分。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种谐波的测量装置，其特征在于：用于检测一电缆(3)上的谐波成分，所述谐波的测量装置包括电流互感器(4)、电压互感器(5)、逆变器(6)、输入放大器(7)、带通滤波器组、检波器组及多路显示器(8)，所述逆变器(6)将所述电缆(3)上的交流电转换成直流电，并为所述电流互感器(4)、电压互感器(5)输入放大器(7)、带通滤波器组、检波器组及多路显示器(8)供电，所述电流互感器(4)及所述电压互感器(5)接入所述电缆(3)中，用于从所述电缆(3)中提取检测信号并传输至所述输入放大器(7)，所述输入放大器(7)对所述检测信号进行信号放大，并传输至所述带通滤波器组中，所述带通滤波器组包括n个带通滤波器,其中n大于等于1，所述n个带通滤波器分别为第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n，所述第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n的中心频率分别为f1、f2…fN，其中N为谐波的最高次数，n个所述带通滤波器并联，以将所述检测信号拆分成n次谐波波形，并传输至所述检波器组，所述检波器组包括m个检波器，其中m大于等于1，所述m个检波器分别为第一检波器21、第二检波器22…直至第m检波器2m，所述第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n分别对应与所述第一检波器21、第二检波器22…直至第m检波器2m连接，所述m个检波器将所述n个所述带通滤波器发送的n次谐波波形检测出n个包络波形，并发送至所述多路显示器(8)中，所述多路显示器(8)用于显示所述n个包络波形中所含的谐波成分及其幅值。
2.根据权利要求1所述的一种谐波的测量装置，其特征在于：所述电缆承载电压为220V、频率为50HZ的三相电源。
3.根据权利要求2所述的一种谐波的测量装置，其特征在于：所述第一带通滤波器11、第二带通滤波器12…直至第n带通滤波器1n的中心频率分别为f1、f2…fN固定为工频的整数倍，并且f1<f2…<fN。
4.根据权利要求3所述的一种谐波的测量装置，其特征在于：所述带通滤波器组中带通滤波器的数量n与所述检波器组中检波器的数量m相等。
5.根据权利要求4所述的一种谐波的测量装置，其特征在于：所述带通滤波器的电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、反相器K、第一电容C1及第二电容C2，所述反相器K的第一端接地，第二端分别连接所述第一电容C1及第三电阻R3，所述第三电阻R3接地，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2与第四电阻R4连接，所述第二电容C2的另一端分别接地及接所述第二电阻R2，所述第四电阻R4与所述反相器K的第三端连接，所述反相器K的第三端通过所述第一电阻R1与所述反相器K的第一端相连。
6.根据权利要求5所述的一种谐波的测量装置，其特征在于：所述检波器的电路包括电感L、二极管D、第三电容C3及第五电阻R5，所述反相器K的第三端与所述电感L及所述二极管D连接，所述电感L及所述二极管D的另一端与所述第三电容C3连接，所述第三电容C3与所述第五电阻R5并联。
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| CN201820993392.XU CN208350896U (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种谐波的测量装置 |
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| CN201820993392.XU CN208350896U (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种谐波的测量装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111426876A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 深圳供电局有限公司 | 谐波监测装置及基于智能开关的谐波监测系统 |
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