谐波严重情况下的检测问题

　　绝大部分电压表和电流表(不论是指针表还是数字表)并不是测量真有效值，且都是在正弦波的情况下校准，在谐波严重的情况下，通常示值偏小。为保证测量精度，必须测量真有效值。可以搭建硬件真有效值测量电路来测量真有效值，也可以通过高速数字采样然后用真有效值计算软件来计算真有效值。

　　2，功率因数的检测问题

　　功率因数PF的定义是有功功率与视在功率的比值，或者有功电流与视在电流的比值，在正弦波的情况下

PF=COSφ

　　在电流含有谐波的情况下 PF=

　　式中I1为基波电流，COSφ

为基波电压与电流相位差的余弦，从上式可以看出，在电流含有谐波的情况下

　　PF≠ COSφ

　　问题还不仅于此，当电网被严重污染，电压波形发生严重畸变时，连PF的定义都出现问题，这时有功功率与视在功率的比值不等于有功电流与视在电流的比值。

　　因为无功补偿只能减少基波的相位差，所以从无功补偿的角度出发，我们不需要考虑PF，只需要考虑怎样测量基波

COSφ
。为了测量基波相位差，必须使用带通滤波器或者低通滤波器将电压及电流中的谐波成分滤除掉，否则不可能得出准确的结果。滤波器可以用硬件构成，在高速数字采样的情况下也可以用软件实现。需要注意的是，滤波器通常会产生附加的相位差，为了保证测量的准确性，电压通路滤波器与电流通路滤波器的参数必须一致，这样两路滤波器产生的附加相位差相同可以抵消掉。

　　3，谐波含量的检测问题

　　现在的谐波测量仪表大都是通过高速数字采样然后使用傅立叶变换或小波变换的方法来计算谐波含量。傅立叶变换或小波变换都是建立在周期函数的数学基础之上的，当系统中含有分数次谐波时，意味着每一个基波周期的波形都不一样，因此使用傅立叶变换或小波变换不能够测量分数谐波。

　　不幸的是，现在农村电网中最主要的谐波源就是地条钢厂的中频炉，中频炉逆变器频率在400-1000Hz之间，与工频频率无关，其高次分数谐波的频率为逆变频率的2倍在800-2000Hz之间，被污染的电源电压波形在示波器上的表现为扭曲的基波迭加上滚动的高频率小波型。在这样的谐波情况下，我们分析过数种谐波测量仪表(包括日置HIOKI3196，福禄克Fuluk F43B等)的测量数据，虽然在其打印的波形图上可以明显看到高次谐波，与示波器显示的波形近似，但是在各次谐波含量的表格数据中，均不能看出高次谐波的含量分布，也就是说，这些仪表将高次分数谐波忽略掉了。