对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”。其频率范围一般为2≤n≤40。本文主要介绍了频率超过谐波频率范围2KHz却低于低频范围上限的9KHz信号分量的谐波测量相关知识。

一、有关谐波测量相关定义

　　谐波频率（fn）：
　　电源（基波）频率的整数倍的频率（fn=n*f1）。f1为基波频率。
　　谐波阶数（n）：
　　谐波频率域电源（基波）频率的（整数）比。综合DFT分析以及f1与fs（采样频率）之间的同步时，谐波阶数n由n=k/N（k为傅里叶分量数目，N为Tw内的T1数，Tw=NT1，T1=1/f1）给出。
　　谐波分量有效值（Gn）：
　　在一个非正弦波形分析中某一个谐波频率分量的有效值。为简短起见，这样的一个分量可被简单的描述为谐波。
　　注：谐波分量Gn等于频谱分量Ck（k=N*n）是唯一的；Ck表示第n次谐波的频谱分量有效值，（Gn=CNn）。它按需求可用In表示电流，用Un表示电压。
　　摘录自：GBT--17626.7-2008电磁兼容 试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则。

二、2KHz~9KHz谐波产生原因

　　频率超过谐波频率范围（约2kHz）却低于低频范围上限（约9KHz）的信号分量（电流或电压）是由诸如此类的现象产生的：
　　——连在供电干线侧的电源（不论与主电源同步还是异步）的脉宽调制控制，譬如“功率因数校正系统”所用的那样；
　　——发射，譬如通过主电源线传递的信号；
　　——电源转换器输出端（负载侧）对输入端（电源侧）的馈通分量；
　　——由通信缺口引起的震荡。
　　这些分量可以是单一频率的，也可以是宽频带的。

三、2KHz~9KHz谐波测量相关知识

　　这些分量的测量不需要很高的频率分辨率，按照惯例，往往是把要分析的信号能量按预定的频带组合分组来测量的。对其测量时，可对其进行离散傅里叶变换。由于要测量的信号较弱，可用滤波器抑制基波和频率高于9KHz的分量的幅值，从而大大减少测量的不确定度。基波的衰减应超过55dB。

 

　　　图1：测量处理部分基本构成图

　　注：外部电压、电流传感器的频率范围应适用于高达9KHz
　　采样频率应按已有信号分析规定来选取，使频率高达9KHz（含9KHz）的分量都能测到。这类分析的采样不必与电源的基波周期同步。矩形数据截获窗的宽度选用100ms，约相应于50Hz（60Hz）系统的5（6）个周期。这样，在两个连续的被测分量Cf之间的频率差是10Hz。
　　注：频率为f的分量的有效值表示为Cf，举例来说C3160是频率为3160Hz的分量的有效值。
　　DFT未处理的输出（图1中的输出）按200Hz宽的频带分组（见图2），高于谐波频率范围的第一个频带的中心频率时2100Hz。每个频带的输出Gb是有效值。

　　　　图2：2KHz~9KHz范围内测量频带的示意图

　　注1：之所以这样选取频带宽是为了GB/T 6113.101对9KHz以上的信号带宽处理相一致。
　　注2：中心频率b代表了该频段，例如2100Hz、2300Hz、2500Hz，最高的中心频率为8900Hz

 

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