电网谐波传感器

一、用途

电网谐波传感器主要用于监测电网中的谐波含量。在现代电网中，随着大量非线性负载的使用，如变频器、整流器等，会产生大量谐波。这些谐波会影响电网的电能质量，导致设备发热、损耗增加、寿命缩短，甚至影响电网的安全稳定运行。电网谐波传感器能够实时准确地测量谐波的相关参数，帮助电力管理人员了解电网的谐波状况，以便采取相应的治理措施，保障电网和用电设备的正常运行。

二、常见分类

（一）按测量原理分类

1. 基于傅里叶变换的传感器：这种传感器通过对采集到的电网电压、电流信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，从而分析出各次谐波的含量。它是目前应用最广泛的一种测量原理。
2. 基于谐波分析法的传感器：利用特定的谐波分析算法，对电网信号进行处理和分析，以获取谐波信息。这种传感器对于某些特定的谐波分析场景具有较好的效果。

（二）按安装方式分类

1. 固定式传感器：通常安装在变电站、配电室等固定位置，用于长期监测该区域的电网谐波情况。
2. 便携式传感器：体积小巧，便于携带，可以在不同的地点进行临时的谐波测量和检测。

三、技术原理

电网谐波传感器一般通过以下步骤来实现谐波测量：

1. 信号采集：使用电压互感器和电流互感器将电网中的高电压、大电流信号转换为适合传感器处理的小信号。
2. 模数转换：将采集到的模拟信号转换为数字信号，以便后续的数字处理。
3. 信号处理：采用傅里叶变换等算法对数字信号进行处理，将其分解为基波和各次谐波分量。
4. 数据计算：根据处理结果，计算出各次谐波的幅值、相位、含有率等参数。
5. 数据输出：将计算得到的谐波参数通过通信接口输出，供用户查看和分析。

四、应用场景

（一）工业领域

在工厂中，大量的电机、变频器等设备会产生谐波。电网谐波传感器可以安装在工厂的配电室，实时监测电网谐波情况。当谐波含量超过设定的阈值时，通过ThingsCloud物联网平台发出告警通知，提醒管理人员及时采取措施，如调整设备运行参数、安装谐波治理装置等。同时，平台可以定时采集谐波数据，生成报表，帮助管理人员分析谐波的变化趋势。

（二）商业建筑

商业建筑中的照明系统、空调系统等也会产生一定的谐波。通过在商业建筑的配电箱中安装电网谐波传感器，并接入ThingsCloud物联网平台，可以实现对谐波的实时监测和智能控制。例如，当检测到谐波含量过高时，平台可以自动调整部分设备的运行状态，以降低谐波的产生。

（三）新能源发电领域

太阳能、风力发电等新能源发电系统中，逆变器等设备会产生谐波。电网谐波传感器可以安装在新能源电站的并网点，监测并网谐波情况。通过ThingsCloud物联网平台，实现对新能源发电系统的远程监控和管理，确保其安全、稳定地并入电网。

五、使用举例

假设某工厂为了监测电网谐波情况，安装了电网谐波传感器，并将其接入ThingsCloud物联网平台。具体操作如下：

1. 设备接入：将电网谐波传感器按照说明书进行安装，并通过通信接口（如RS485、以太网等）与ThingsCloud物联网平台进行连接。在平台上进行设备注册和配置，确保传感器能够正常上传数据。
2. 数据采集：平台按照设定的时间间隔（如每分钟、每小时等）定时采集传感器上传的谐波数据，包括各次谐波的幅值、相位等信息。
3. 告警通知：在平台上设置谐波含量的阈值，当传感器检测到谐波含量超过阈值时，平台会通过短信、邮件等方式向管理人员发送告警通知。
4. 智能联动：可以在平台上设置智能联动规则。例如，当谐波含量过高时，平台自动控制部分设备的开关，减少谐波的产生；或者联动谐波治理装置，对谐波进行实时治理。
5. 数据分析：平台对采集到的谐波数据进行分析和处理，生成历史数据报表和趋势图，帮助管理人员了解电网谐波的变化情况，为制定合理的治理方案提供依据。