频谱仪器在电力专门革新预设时的运用

hbzhan内容导读：频谱仪又名频谱分析仪，是一种较昂贵的测试测量设备。主要用于射频和微波信号的频域分析，包括测量信号的功率，频率，失真产物等等。更先进的频谱仪可以对射频和微波信号进行解调分析，也称为信号分析仪。

虚拟仪器在电力实验中的应用电力系统谐波分析电力系统运行中谐波是电能质量的重要指标。目前，随着电网中非线性负载使用的增加，越来越多的谐波注入到系统当中，较大的谐波可以在变压器、电机的绕组中产生过大的热量，给系统的正常运行和继电保护装置的正常工作带来危害，因此，对电网谐波含量进行实时准确的测量是分析和控制电网谐波的重要依据。

谐波算法谐波的分析方法为成熟的当属以快速傅利叶变换（FFT）算法为基础的谐波分析方法。传统的FFT在进行频谱分析的时候会产生频谱泄漏问题，很难获得的测量结果，对FFT算法的加窗可以在很大程度上弥补FFT算法的频谱泄漏问题，研究表明：采用Hanning窗能够有效地提高谐波分析的精度。

应用虚拟仪器分析电网谐波在清楚了对电网实时检测谐波的重要性和算法以后，可以使用中文版LabVIEW8.2软件并配合使用NI公司的数据采集卡，电压互感器对学校实验室电网中的频率和谐波进行实时的测试。

为使用LabVIEW8.2编写的谐波分析和频率测量仪的前面板，配合使用NI公司的USB-6251数据采集卡，数据采集卡大采样频率为1.2MHZ/s，软件在达到实时的分析电网中采集到的波形并进行频谱分析的同时，学生可以根据自己的思考，自行设计程序面板，自由选择数据采集卡通道。可以看出，这种开发设计型的实验对培养学生独立思考能力是很有帮助的。

使用50HZ的方波信号作为实验信号，验证谐波分析的度问题。方波经过傅立叶变换后，得：所以谐波幅值n=1，3，5…实际测量方波信号与理论值的对比谐波次数理论值实际测量值相对误差为实际测量方波信号的频谱图形。将方波分解为基波和各次谐波的叠加时，理论上不存在偶次谐波，这和实际电网主要存在奇次谐波相吻合。从可以看出，算法对方波的各次谐波分析值和理论值之间的误差很小，并且随着谐波次数的增加，误差变大。

结束语：对于电力专业的在校大学来说，单纯的进行以认识验证性为主的传统性实验，不能适应新时期对大学生全面的知识结构和创新能力培养的要求，将虚拟仪器引入到实验室中后，适当增加学生自己动脑的设计性实验的内容，锻炼学生利用所学知识解决实际问题的能力，从而提高以后面对工程中实际问题的信心，培养学生的自主学习能力，掌握新知识和新方法，还能降低实验室经费，缓解当前高校经费不足的局面。由此可见，虚拟仪器的引入是目前解决上述问题的有效途径。