寬頻 CT 的頻率響應(yīng)范圍直接決定了諧波測量的 “有效頻率邊界” 和 “全頻段精度一致性”，其核心影響體現(xiàn)在能否覆蓋目標(biāo)諧波頻率、在覆蓋頻段內(nèi)是否保持幅值 / 相位精度兩個維度，最終通過 “諧波信號失真程度” 影響后續(xù)序分量分解與電流不平衡度計算的準(zhǔn)確性。

一、核心影響 1：頻率覆蓋范圍決定 “是否能捕捉目標(biāo)諧波”

寬頻 CT 的頻率響應(yīng)范圍若未覆蓋需測量的諧波頻率，會導(dǎo)致該頻段諧波信號被衰減、畸變或完全濾除，直接造成 “諧波分量缺失”，進(jìn)而使測量精度大幅下降。

未覆蓋高次諧波：信號衰減導(dǎo)致幅值測量偏小若 CT 的頻率上限低于目標(biāo)諧波頻率（如要測 20 次諧波 500Hz，但 CT 頻率上限僅 300Hz），高次諧波會因 “超出 CT 通頻帶” 被嚴(yán)重衰減（通常每超出上限 10 倍頻，幅值衰減≥20dB，即幅值保留≤10%）。

實(shí)例：某工業(yè)變頻器產(chǎn)生 15 次諧波 750Hz，若使用頻率上限 500Hz 的普通 CT，750Hz 諧波幅值衰減達(dá) 60%（從 10A 降至 4A），導(dǎo)致該諧波的負(fù)序分量計算值偏小 60%，最終電流不平衡度測量偏差 + 3.2%（真實(shí)值 5.2%，測量值 2%）。

未覆蓋低次諧波：低頻失真導(dǎo)致相位偏移部分 CT（如高頻優(yōu)化型）的頻率下限高于 50Hz（如 100Hz），無法覆蓋 3 次以下低次諧波（如 3 次諧波 150Hz 雖覆蓋，但 2 次諧波 100Hz 可能處于 “截止邊緣”），導(dǎo)致低次諧波相位偏移超 ±5°，破壞三相諧波的相位關(guān)系（如 2 次正序諧波相位差從 120° 變?yōu)?115°），序分量分解誤差增加 ±1%~2%。

二、核心影響 2：覆蓋頻段內(nèi)的精度一致性決定 “諧波信號是否失真”

即使 CT 頻率范圍覆蓋了目標(biāo)諧波，若在該頻段內(nèi)的幅值誤差、相位誤差隨頻率變化過大（即精度一致性差），仍會導(dǎo)致諧波測量失真，影響后續(xù)計算。

1. 幅值誤差隨頻率的變化：直接影響諧波分量占比精度

寬頻 CT 需在覆蓋頻段內(nèi)保持低幅值誤差（0.2S 級要求 20Hz~20kHz 內(nèi)幅值誤差≤±0.2%），若某頻率點(diǎn)幅值誤差突增，會導(dǎo)致該次諧波的 “真實(shí)含量” 與 “測量含量” 偏差過大：

實(shí)例：某寬頻 CT 在 5kHz（100 次諧波）時幅值誤差從 ±0.2% 突增至 ±1.5%（因鐵芯高頻損耗增大），某光伏逆變器 5kHz 開關(guān)諧波的真實(shí)含量為 8%，測量值僅 6.8%，導(dǎo)致負(fù)序分量計算偏小 15%，電流不平衡度偏差 - 0.6%（真實(shí)值 3.6%，測量值 3%）。

反例：優(yōu)質(zhì)寬頻 CT（如 HIOKI CT6904）在 100kHz 內(nèi)幅值誤差≤±1%，即使測 2000 次諧波（100kHz），仍能保持諧波含量測量誤差≤±1%，滿足高精度需求。

2. 相位誤差隨頻率的變化：破壞序分量分解的相位基礎(chǔ)

電流不平衡度計算依賴 “三相諧波的相位差精度”（負(fù)序諧波需保持 240° 相位差，正序需 120°，零序需 0°），若 CT 在某頻率點(diǎn)相位誤差超 ±0.5%，會直接破壞這一關(guān)系，導(dǎo)致序分量分解錯誤：

實(shí)例：某寬頻 CT 在 1kHz（20 次諧波）時相位誤差從 ±0.3° 增至 ±3°，三相 20 次負(fù)序諧波的相位差從 240° 變?yōu)?237°，分解出的負(fù)序電流 I?比真實(shí)值偏小 8%，電流不平衡度測量偏差 - 0.4%（真實(shí)值 5%，測量值 4.6%）。

關(guān)鍵邏輯：相位誤差會導(dǎo)致 “諧波序分量誤判”（如負(fù)序諧波因相位偏移混入正序分量），而非單純的幅值偏差，對不平衡度計算的影響更隱蔽且嚴(yán)重。

三、分場景影響：不同應(yīng)用對頻率范圍與精度的匹配需求

新能源并網(wǎng)場景（光伏 / 風(fēng)電）

目標(biāo)諧波：20kHz 開關(guān)諧波（逆變器）、5~13 次低次諧波。

頻率范圍要求：需覆蓋 20Hz~20kHz，且 20kHz 時幅值衰減≤3dB（即保留≥70.7%）、相位誤差≤±5°。

影響：若 CT 僅覆蓋至 10kHz，20kHz 開關(guān)諧波被衰減 50%，導(dǎo)致該諧波的負(fù)序分量遺漏，不平衡度測量值比真實(shí)值偏小 20%~30%。

工業(yè)變頻場景（電機(jī)驅(qū)動）

目標(biāo)諧波：5kHz 以下 PWM 諧波（如 3、5、7 次）、100.5Hz 間諧波。

頻率范圍要求：需覆蓋 5Hz~5kHz，且 5kHz 時幅值誤差≤±0.5%、相位誤差≤±1°。

影響：若 CT 在 1kHz 時相位誤差超 ±2°，3 次諧波的序分量分解會混入 10% 正序分量，導(dǎo)致不平衡度測量值偏大 15%。

低壓臺區(qū)場景（居民用電）

目標(biāo)諧波：3 次零序諧波（150Hz）、5 次負(fù)序諧波（250Hz）。

頻率范圍要求：需覆蓋 20Hz~1kHz，且 1kHz 時幅值誤差≤±1%。

影響：若 CT 僅覆蓋至 500Hz，1kHz 以上高次諧波（如 20 次諧波 1000Hz）被濾除，但因臺區(qū)高次諧波含量低（＜1%），對不平衡度測量偏差影響≤±0.1%，可接受。

四、總結(jié)：頻率響應(yīng)范圍與諧波測量精度的核心關(guān)系

簡言之，寬頻 CT 的頻率響應(yīng)范圍需滿足 “覆蓋所有目標(biāo)諧波頻率 + 在該頻段內(nèi)保持低幅值 / 相位誤差”，才能為諧波測量提供 “無失真原始信號”，進(jìn)而將電流不平衡度的諧波偏差控制在 ±0.5% 以內(nèi)（A 級精度）。若范圍不匹配或精度波動大，再先進(jìn)的算法也無法彌補(bǔ) “信號源頭失真” 導(dǎo)致的偏差。

審核編輯 黃宇