试论谐波对电能计量的影响分析

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1、试论谐波对电能计量的影响分析试论谐波对电能计量的影响分析［摘耍］电能计量用于统计电能用户的用电量，供电企业根据用电量收取相应的电能费用，所以电能计量的准确性和可靠性对电力企业的经济效益和电能用户的利益有直接的影响，而电力传输过程中谐波的存在使得电力计量产生误差，因此，必须采取有效措施保证谐波影响下的电能计量的准确性。本文将对谐波所导致的电磁感应式电能表和全电子式电能表电能计量出现误差的原因进行分析，并提出了相应的可消除谐波影响的电能计量方法。［关键词］谐波电能计量影响中图分类号:TM933.4文献标识码：A文章编号：1009

2、-914X(2014)07-0334-011.刖舌近几年来，我国的电力事业发展势头迅猛，电能依然是社会生产生活的主耍应用能源，电能计量的准确性与可靠性是保障市场经济下各个行业的经济效益以及人民日常生活质量的不容忽视的重耍因素。随着现代科技的发展，许多科学严谨的电能计量手段得到广泛应用，电能计量的准确性有很大程度的提高，但现代企业大量使用大功率感性负载，使得电力网中产生大量的高次谐波，对电力计量产生干扰影响，因此，研究谐波环境下准确合理的电能计量方法得到了电力企业的普遍重视。2.谐波影响下的电能计量误差2.1电磁感应式电能表电

3、磁感应式电能表所接收的电流是以基波的形式进行传导的o当电路中存在高次谐波时，就相当于在磁路中附加了谐波磁通，电压线圈以及旋转圆盘的阻抗受到谐波磁通的影响会产生相应的变化，进而使电磁感应式电能表周围的电压和电流产生变化，最终导致电能表显示的计量数据存在误差［1］。另一方面，基波和谐波传导的过程中在某些地方会出现叠加情况，产生畸形波形。标准电路平均功率使纯正弦变化电波的电压与电流相互作用的结果。由于电磁感应式电能表使用的是铁磁线圈，当波形出现畸形吋电流和电压不能产牛线性变化而是发生畸变，这就使得电磁器件的周围在原有电压的基础上附

4、加了谐波电压，谐波电压与谐波电流的附加作用，导致电磁转矩和标准电路平均功率Z间不能出现正比关系［2］。总而言Z,电路中出现谐波吋，电磁感应式电能表计量的电能数据并不包括谐波有功电能，电能计量吋不精确的。2.2全电子式电能表全电了式电能表的工作原理是通过特殊的电能表集成电路把处理过的实时的电压和电流转换成脉冲输出，这样产生的脉冲与电能之间存在正比关系，从而电能表能够显示供电用户所使用的电能数据［4］o全电了式电能表丁作时，转换成脉冲的电压与电流是实施电路的瞬时值，因此，依据这样的科学理论计算出的使用电量应该包括标准电路电能和谐

5、波有功电能。但是实际与理论是存在差距的。在电路中，负载电流和谐波电流属于相向流动，那么基波与谐波产生的电能也是相反方向的，全电了式电能表记录的电能是两种波形有功电能的代数和，这就使得电能表显示的电能不仅没有包括谐波有功电能，还会比基波有功电能要小，电能计量也就不可不免的出现了误差。同吋，外界环境的温度、电能表电能计算方法、电磁元件的使用频率以及加载的电压电流等条件的变化也会不同程度的改变谐波对电能表计量电能的干扰影响。1.谐波环境下准确实施电能计量的方法在当下的电力系统中，我国国民经济进行生产大量使用的整流设备、变压器、电抗

6、器、工业用电弧炉、大型单相电力电了装置、电气化机车以及应用于高新产品的敏感电子器件都是电网中谐波的主要来源，现代的电子电力技术还没能找到其他能消除谐波的替代元件和设备，因此，在谐波必然存在的情况下，只能改进电能计量方法，以保证电能计量的准确性和可靠性。要想从根本上解决谐波的干扰影响,如何防止谐波电流的产&是问题的关键，没有谐波电流也就不会有谐波电压，电网中也就不会有谐波电能消耗［5］。目前可以通过安装调谐波装置和补偿功率因数的方法减轻谐波的对电能计量的影响。另一方面，我们还必须认识到基波和谐波产生的功率的性质是不同的，基波功

7、率属于有用功率，谐波功率属于无用功率，只有有用功率用于称量计算，基于此原因，发展出以下儿种在谐波环境下准确实施电能计量的方法。(1)采用频率陡降的电能表。频率陡降的电能表只能采集线性的电压和电流，并计算出对应功率，因此这种电能表是名副其实的基波电能表。谐波电压与谐波电流产牛的谐波功率属于非线性负荷，不能对基波电能表产生影响，因此，使用频率陡降的电能表也就弥补了全电子式电能表的弊端，真正做到了电能计量与实际使用值保持•致。(2)采用分频技术制作的电能表。分频技术制作的电能表计量的电能包括基波电能以及不同传导方向的谐波电能，这样

8、可以使用电费杠杆來保障企业和用户的利益。这是因为采用分频技术计算出的电能为三个部分，电费也可相应分别收取，即基波电费、谐波消耗电能的惩罚性电费以及消除谐波消耗电能的奖励性电费。在以前的概念中,人们通常把谐波电压同基波电压一起归类为有效电压，相应的谐波电流也被视为有效电流的一种类型，有效功率