谐波对电子式电能表计量的影响分析研究

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1、谐波对电子式电能表计量的影响分析研究   王龙森，赵龙  （陕西省电力公司安康供电局，陕西安康725000）2009-9-14摘要：文章主要对谐波对电子式电能表计量的影响进行了分析研究，谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压和所产生的电流不成线性关系。这些非线性负荷在工作时向电网反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏，因此分析电子式电能表的工作原理及谐波对电子式电能表计量的影响具有重要意义。关键词：谐波；电子式电能表；计量中图分类号：TM711　　　　　　文献标识码：A　　　　　　文章编号：1009

2、-2374（2009）19-0005-02谐波对电子式电能表计量的影响分析研究   王龙森，赵龙  （陕西省电力公司安康供电局，陕西安康725000）2009-9-14摘要：文章主要对谐波对电子式电能表计量的影响进行了分析研究，谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压和所产生的电流不成线性关系。这些非线性负荷在工作时向电网反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏，因此分析电子式电能表的工作原理及谐波对电子式电能表计量的影响具有重要意义。关键词：谐波；电子式电能表；计量中图分类号：TM711　　　　　　文

3、献标识码：A　　　　　　文章编号：1009-2374（2009）19-0005-02谐波对电子式电能表计量的影响分析研究   王龙森，赵龙  （陕西省电力公司安康供电局，陕西安康725000）2009-9-14摘要：文章主要对谐波对电子式电能表计量的影响进行了分析研究，谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压和所产生的电流不成线性关系。这些非线性负荷在工作时向电网反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏，因此分析电子式电能表的工作原理及谐波对电子式电能表计量的影响具有重要意义。关键词：谐波；电子式电能表

4、；计量中图分类号：TM711　　　　　　文献标识码：A　　　　　　文章编号：1009-2374（2009）19-0005-02　　　一、电力系统的谐波问题　　（一）谐波的定义　　在国际电工标准中定义：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。由于频率是基波频率的整数倍数，我们也常称谐波为高次谐波，对谐波次数的定义为：“以谐波频率和基波频率之比表达的整数”。习惯上，规定电力系统工频为基波频率。　　（二）谐波的产生和主要谐波源　　在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压，但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波

5、形，即产生谐波。我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率（在我国取工业用电频率50Hz为基波频率）整数倍的正弦波分量，又称为高次谐波。在供电系统中，谐波产生的根本原因是电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压和所产生的电流不成线性关系。这些非线性负荷在工作时向电网反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏。电力系统中的非线性设备和负荷都是谐波源，按其非线性特性主要有三大类：（l）电磁饱和型：各种铁芯设备，如电抗器等，其铁磁饱和特性为非线性。（2）电子开关型：主要是各种交直流换流装置（整流器、逆变器）以及双向晶闸管可控

6、开关设备等，它们在冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业中被广泛使用，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波，经统计，由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%。（3）电弧型：各种炼钢设备，电弧焊机等，如在电弧炉中由于加热原料时三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。　　（三）谐波的危害　　谐波对电力系统是有害的，其主要危害包括：（1）增加输、供和用电设备的额外附加损耗，谐波电流频率是基波

7、频率的整数倍，高频电流流过导体时，由于“集肤”效应的作用，使导体对谐波电流的电阻增加，从而增加了设备的损耗，使设备发热严重。（2）影响继电保护和自动装置的动作和可靠性，由于按负序（基波）量整定的保护装置，整定值小、灵敏度高，如果在负序基础上再叠加上谐波的干扰（如电气化铁道、电弧炉等谐波源还是负序源）则会引起发电机负序电流保护误动（若误动引起跳闸，则后果严重）、变电站主变的复合电压启动过电流保护装置负序电压元件误动、母线差动保护的负序电压闭锁元件误动，严重影响电力系统安全运行。（3）干扰通信系统工作，电力线路上流过的幅值较大的奇次谐波电流经过磁场祸合，会在

8、临近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统工作。（4）影响测量表计的准确计