第4节 Power Quality Measurement (修订中)
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在大型 [交流电源](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating- 功率因数 (opens new window)之外，“电能质量”是一个闻所未闻的概念。
几乎所有负载都是“线性”类型，这意味着它们不会扭曲电压正弦波的形状，或导致非正弦电流在电路中流动。这不再是真的了。
由“非线性” [电子元件](https://www.allaboutcircuits.com/electronic- 谐波 (opens new window)：什么应该是好的、干净的正弦波电压和电流正变得高度失真，这相当于在基本电力线频率的倍数处存在无限系列的高频正弦波。
# 1. 过度谐波的影响
交流电源系统中过多的谐波会使变压器过热，在三相系统 (opens new window)中导致极高的中性导体电流， 以无线电发射的形式产生电磁“噪声”，会干扰敏感的电子设备，降低电动机的马力输出，并可能很难确定。
对于这些困扰电力系统的问题，工程师和技术人员需要精确检测和测量这些条件的方法。
# 2. 电能质量
_电能质量_是一个通用术语，用于表示交流电源系统不受谐波含量的影响。“电能质量”仪表是一种提供某种形式的谐波含量指示的仪表。
# 3. 测量电能质量
技术人员无需复杂设备即可确定其系统中的电能质量的一种简单方法是比较测量相同系统电压的两个精确电压表之间的电压读数：一个仪表是“平均”类型的单元（例如机电运动仪表）和另一种是“真有效值”类型的单元（例如高质量的数字仪表）。
请记住，“平均”型仪表经过校准，因此它们的刻度指示伏特 RMS，基于被测量的交流电压是正弦的假设。如果电压不是正弦波形，则平均仪表_不会_记录正确的值，而真有效值仪表总是会记录，无论波形如何。
这里的经验法则是：两表之间的差距越大，电能质量越差，其谐波含量越大。
具有优质电源的电力系统应在两台仪表之间产生相等的电压读数，在两台仪器的额定误差范围内。
电能质量的另一个定性测量是示波器测试：将示波器 (CRT) 连接到交流电压并观察波形。除了干净的正弦波之外的任何东西都可能表明存在问题：
这是一个中等丑陋的“正弦”波。这里有明确的谐波内容！
尽管如此，如果需要定量分析（确定的数字），则没有任何替代品可以替代专门为此目的设计的仪器。
这种仪器称为_电能质量计_，有时在电子界被称为低频 频谱分析仪 (opens new window)。该仪器的作用是在 CRT 或数字显示屏上提供交流电压频率“频谱”的图形表示。
就像棱镜将一束白光分成其组成颜色成分（该光中有多少红色、橙色、黄色、绿色和蓝色）一样，频谱分析仪将混合频率信号分成其组成频率，并显示直方图形式的结果：（下图）
电能质量计是一种低频频谱分析仪。
该仪表水平刻度上的每个数字代表基频的谐波。对于美国电力系统，“1”代表 60 Hz（第 1 次谐波或_基波_），“3”代表 180 Hz（第 3 次谐波），“5”代表 300 Hz（第 5 次谐波），依此类推.
黑色矩形表示测量的交流电压中每个谐波分量的相对幅度。
纯的 60 Hz 正弦波将仅在“1”上方显示一个高黑条，而在刻度上的其他频率标记上完全没有黑条，因为纯正弦波没有谐波含量。
诸如此类的电能质量计最好称为_泛音_计，因为它们旨在仅显示已知由电力系统产生的那些频率。
在三相交流电力系统中（主要用于大功率应用），偶数谐波往往被抵消，因此只有存在于重要测量中的谐波才是奇数谐波。
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