随着城市轨道交通的快速发展,其与城市配电网的互动性日益加强,与之而来的则是城轨供电系统产生的电能质量问题,为了解决城轨供电系统的电能质量问题及其对城市电网的影响,有必要对其纹波系数、电压波动与闪变、谐波和无功功率等重要参数进行测量,为此,本文完成了城轨电能质量综合测试仪的部分研发工作,具体工作如下:首先,介绍了城轨供电系统中外部电源、牵引供电、动力照明和电力监控等各个部分的功能和特点。其中,对牵引供电系统进行了详细的阐述,包括城轨供电系统的供电方式、运行方式和整流机组的原理及结构,指出了整流系统中所产生的谐波特征。其次,针对城轨突出的几个电能质量问题如纹波系数、电压波动与闪变、谐波以及无功功率等进行了分析与讨论,结合其各自特点并分析相应算法。针对城轨供电系统电压波动与闪变现象,将IEC推荐的可准确快速的检测电压波动与闪变的平方检波法的原理进行了详细的推导和分析;同时根据城轨供电系统的某些特征次谐波含量较大这一特点,提出采用一种基于kaiser窗的改进FFT谐波算法。与其他加窗FFT算法以及基于小波重构的mallat算法相比,其在运算开销较小的情况下,具有较高的检测精度,可以精确的算出特征次谐波的幅值;在讨论了非正弦系统无功功率不同定义及其特点的基础上,分析了无功补偿计算易出现过补偿情况的原因,讨论了IEEE1459标准下无功功率定义的有效性,完成了相关程序的编写。然后,在进行算法研究的同时,依托LabVIEW虚拟仪器软件平台设计完成了城轨电能质量综合测试仪的软、硬件设计。对于软件方面的设计,完成了信号采集及滤波、电气基本参数的测量、纹波系数的测量、电压波动与闪变的测量、谐波的测量和无功功率的测量等功能。对于硬件方面的设计,设计了合理的调理电路以及采集卡,选择了合适的电压信号线和电流钳进行系统调试。最终,在城轨实验室进行了系统实验,验证了本仪器的可行性,为进一步的工程应用奠定了基础。