电能质量分析模块（PQ：谐波/THD/TDD/电压波动与闪变/三相不平衡/事件记录）

模块描述 在“功率分析（P/Q/S/PF）”基础上进一步做电能质量：电压偏差、频率偏差、谐波谱、THD、TDD（三相还包括不平衡度）、电压波动/闪变、暂降/暂升/中断事件与时间戳记录。

原理

• 采样：电压/电流隔离采样 → 同步采样 ADC
• 算法：RMS、瞬时功率、FFT（谐波）、事件检测（阈值 + 持续时间）、不平衡度计算
• 闪变：通常按 IEC 思路做统计/滤波链（入门可先做“电压波动指标”简化版）
• 数据：环形缓冲 + 事件触发保存波形片段（类似示波器的事件记录）

接口

• 模拟：VT/CT 输入（三相可扩展 3V+3I）
• 数字：SPI（ADC）、隔离数字（如需）、以太网/USB/UART（导出报告）、RTC（时标）

板上设置

• 量程：VT/CT 比例参数、校准系数
• 事件阈值：暂降/暂升/中断阈值（软件参数+可选拨码）
• 存储：SD 卡/外部 Flash（事件日志与波形片段）
• 安规：隔离分区、爬电/间隙、保险与浪涌

电气指标（关键指标）

• 基本：Vrms/Irms、P/Q/S、PF
• 谐波：到第 N 次（常见 25/50 次），输出谐波幅值与相位
• THD（电压/电流）：以基波为基准的百分比指标（常用显示项）([Electro Industries/GaugeTech][2])
• 三相不平衡：负序/零序分量或电压不平衡度指标
• 事件：暂降/暂升持续时间分辨率（如 1 周期/半周期开窗）
• 典型元器件：AD7606（同步采样）、ADS131M 系列；隔离放大 AMC1100/AMC1301；计量/PQ 专用芯片（可选）；RTC（DS3231）；SDIO/Flash。

使用说明 先把“同步采样 + 相位校准 + RMS/功率”做稳，再叠加谐波与事件；PQ 项里最容易翻车的是：相位/采样抖动和互感器相移导致谐波/功率误差。

关联赛题 电源/电力电子专题赛（TI 杯）近年题目里大量涉及谐波畸变、效率、并联系统与滤波等考察点，PQ 能力与这些指标高度相关。([电子森林][3])