介紹操作簡便的電力及諧波分析儀
泰仕電子PROVA 6800型
泰仕電子工業公司提供
摘要
        首先說明大家所關心的「電力品質」裡有一項是「諧波」，雖大家容易看得到電壓波形裡的諧波，但其實是諧波電流潮流造成電壓的畸變，因此諧波電流的量測、記錄是很重要的。因此在文中對那點適宜量測諧波電流與諧波電壓的量測做說明。
       其次說明「電力及諧波分析儀PROVA 6800型」的主要規範與性能，並且亦提供外觀照片。
       最後就台灣現有的電力系統，舉接線線路圖例說明實際接線做應用時的參考。

壹、前言
       凡關心高科技工業的讀者都會關心電力品質。而檢討電力品質如何的項目裡一定包括，且是最重要的一項就是諧波，各相的電壓值、電流值、不平衡狀態、驟變狀況。
       諧波電流會造成許多電容性設備，例如進相電容器、電力電纜、為改善諧波用濾波器等由於共振而燒毀。但這些都是電力系統所必備的重要設備，可以說「既是燒毀亦必須馬上補裝」的重要設備。所以負責設計、裝設、維護等工作的技師、工程師等都非常關心「諧波的動態」。為掌握諧波的動態，當然就需要量測、分析諧波。但因為過去的我國電機界都是依靠進口儀器，亦就是依賴國外技術，價格又是昂貴，不易普遍，使得技師、工程師們的分析工作困難不少。
        泰仕電子工業公司鑑於台灣電機界的此困難必須設法克服，乃著手開發價廉物美，且任何人的非常容易使用的「電力及諧波分析儀PROVA 6800型」，並亦經不少工程顧問公司試用，結果亦獲得好評。茲藉本刊報告性能、接線、應用等供參考。

貳、諧波電壓與諧波電流
一、測量諧波電流的重要性
        一般提到諧波的時候大家都會注意到諧波電壓，原因很簡單，因為最容易觀察電力品質的手段是以示波器的觀察。而以示波器看到的波形就是電壓波形，很少人能看到電流波形。所以很多人會誤認為造成許多障礙的凶手是諧波電壓。但其實造成電壓波形畸變的元兇是諧波電流。因此如你關心諧波障礙，以及應付電力公司所要求的管制標準，則必須了解電力系統內的電流波形裡含有多少諧波量，或％值？但事實上量測電流是不容易的，原因是大家都知道測量電流需要在回路裡串聯偵測元件，本分析儀的附件就有此功能。
二、測量諧波電壓的重要性
         因為負載電流值，包括60 Hz基本頻率以及各次諧波成分的電流會一直在變動，且加負載之前必須注意的是「電壓是否正常？」，因此習慣上大家檢討電力品質的好壞，包括「有沒有諧波？」都是以電壓波形為準。
三、諧波電壓與諧波電流間的關係
　　如圖 2 內的實線箭頭所示，負載是由電力公司電源供電，所以60 Hz負載電流來自電力系統，而負載電流會一路造成電壓降，如果是一般負載，則越靠近饋線末端，電壓亦就越下降 (如果是電容性負載電流，則電壓越上昇)，當然電流波形是60 Hz正弦波，則電壓波形仍然可以維持60 Hz正弦波。
　　諧波電流出自非線性負載，則某些SCR等非線性負載從電力公司系統取60 Hz正弦波電流，而送出高次諧波電流給電力系統。如圖 1 內的虛線箭頭所示，亦會在電力系統內造成諧波電流的電壓降。
　　例如圖中A點的電壓是純的電力系統電壓減由於60 Hz負載電流所造成的電壓降。而B點的電壓亦是。C點的電壓是電力系統電壓減由於60 Hz負載電流以及諧波電流所造成的電壓降，因此波形是畸變的非60 Hz正弦波波形。D點的電壓是60 Hz電壓加由於諧波電流的畸變電壓波形。

圖 1  諧波電流造成諧波電壓降
四、量測點
　　由圖 1 可知需要量測諧波電流與諧波電壓波形的各點如圖 2 所示。當然根據分析的目的不同，量測點亦應有所差別。本圖只是舉例供參考。


圖 2  諧波量測點

參、6800型諧波分析儀的性能
一、主要規範
        (一) 交流電力
          表 1 (a)

測試範圍

解析度

讀值準確度 (6801型)

讀值準確度 (6802型)

100.0 － 999.9 W

0.1 W

± 1 ％ ±　8 dgts

± 1 ％ ±　8 dgts

1.000 － 9.999 kW

0.001 kW

± 1 ％ ±　8 dgts

± 1 ％ ±　8 dgts

10.00 － 99.99 kW

0.01 kW

± 1 ％ ±　8 dgts

± 1 ％ ±　8 dgts

100.0 － 999,9 kW

0.1 kW

± 1 ％ ±　8 dgts

± 1 ％ ±　8 dgts

1000 － 9999 kW

1 kW

± 1 ％ ±　8 dgts

± 1 ％ ±　8 dgts

0.000 － 9.999 MW

0.001 MW

± 1 ％ ±　8 dgts

± 1 ％ ±　8 dgts

        (二) 交流電流 (50／60 Hz、rms 值)
          表 1 (b)

測試範圍 (6801 型)

測試範圍 (6802 型)

解析度

讀值準確度

0.0 － 999.9 mA

－

0.1 mA

± 0.5 ％ ±　8 dgts

0.0 － 9.999 A

－

0.001 A

± 0.5 ％ ±　8 dgts

0.00 － 60.00 A

0.00 － 99.99 A

0.01 A

± 0.5 ％ ±　8 dgts

60.0 － 100.0 A

0.0 － 999.9 A

0.1 A

± 0.5 ％ ±　8 dgts

        (三) 交流電壓 (50／60 Hz、rms 值)
          表 1 (c)

測試範圍

解析度

讀值準確度

測試範圍

解析度

讀值準確度

3－250 V

0.1 V

± 0.5 ％ ±　8 dgts

250－600 V

0.1 V

± 0.5 ％ ±　8 dgts

        (四) 交流電壓諧波分析 (％及大小，1〜99 次)
          表 1 (d)

測試範圍

解析度

％比讀值準確度

解析度

大小讀值準確度

50－600 V

0.1 ％

± 1.0 ％

0.1 V

± 1.0 ％ ±　0.8 V

        (五) 交流電流諧波分析 (％及大小，1〜99 次)
          表 1 (e)

測試範圍 (6801 型)

測試範圍 (6802 型)

解析度

％比讀值準確度

解析度