浅谈谐波对电能表计量的影响

《浅谈谐波对电能表计量的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅谈谐波对电能表计量的影响　　【摘要】谐波对电能表计量的精确度影响较大。随着技术的发展，电子设备在电力系统中得到大量的运用，这些设备自身的非线性因素使电力、电压电流波产生了畸变，由此产生了大量的谐波。谐波会对电力系统以及电力设备造成危害，由于现代电能表的计量方式是以基波为准的，谐波的产生会严重干扰电能表的计量方式，因此影响到了电能表计量的准确性。　　【关键词】谐波感应式电能表电子式电能表影响　　1引言　　随着技术的进步和经济的发展，电力系统中加入的电力设备存在的非线性，产生了大量的谐波。谐波传入电网以后，造成电力系统电压、电流波形发生畸变，污染了电网的环境。同时由于电力供电公

2、司是的通过电能表对用户用电量进行核算，因此，电能表计量结果是否准确直接影响到供电公司的经济效益。电网中谐波的存在会对电能表计量产生影响，从而影响到电力计量的准确度。　　2谐波的含义　　2.1谐波的定义6　　在实际运用当中，人们总是希望得到正弦波的电流、电压波形，但是由于大量非线性荷载的存在了，造成了电压电流波形产生畸变。国际电工标准对谐波定义为：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。对谐波次数定义为：以谐波频率和基波频率之比表达的整数。一般规定电力系统工频为基波频率。在供用电系统中，正弦电压可表示为：，其中U为电压的有效值；α为初相角；为角频率。正弦电压

3、施加在非线性无源元件电阻、电感和电容上，其电流和电压分别为比例积分和微分关系，仍为同频率的正弦波。但当正弦电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。　　2.2谐波的危害　　谐波的危害是多方面的，不但会污染电力系统的运行环境而且会：　　（1）造成电力系统设备损耗。　　（2）影响电气设备使用效果，?s短设备的使用寿命。　　（3）造成测量仪表不准确，对电力运输产生影响。　　（4）引起局部的并联谐振和串联谐振，使谐波放大，对电力系统造成危害。　　（5）使通信系统受到干扰，引起通讯设备无法正常工作。　　（6）造成巨大的经济

4、损失。谐波降低了设备的使用寿命，提高了电力生产成本，同时由于计量的误差，对电力系统造成经济损失。　　3谐波对电能表电能计量影响　　3.1研究现状　　传统的对电能的计量方式是以线性负载为前提的，但是感应式电能表的铁磁元件是非线性的，因此在电力输送过程中，电网中以及感应式电能表绕组和圆盘中存在的谐波必然会影响电能表的计量结果。6　　上世纪对感应式电能表的研究主要是对实验结果的分析。如林杰的《谐波对电能计量影响的研究》一文较早探讨了如何利用谐波测试技术对电能表计量进行研究。韩宵汉在《电子式电能表的应用浅析》一文中通过建立感应式电能表的频率响应模型，来解释谐波对感应式电能表的计量误差

5、的影响。这种模型在研究中应用范围很广。　　电子式电能表的使用历史较短，因此国内外对它的研究还不是很充分，主要集中于对电子式电能表的电路设计和工作原理的说明。国内的文献主要有赵渊的《电力系统谐波分析仪算法研究》；张伏生的《电力系统谐波分析的高精度FFT算法》；许文进、麻寿光的《电子式三项功率变换器的设计》等。这些文章发表较早，为我国对电子式电能表的研究提供了借鉴的作用。随着技术的进步与发展，人们开始研究如何提高电子元器件性能进。韩松林《时分割乘法器式交流功率转换器的动态误差分析》，主要是对脉冲调宽器的相移误差进行研究。胡博《0.5级电子式电能表的设计与实现》则建立了时分割乘法器

6、的误差仿真计算模型，进行电子式电能表的计量误差分析。　　3.2谐波对电能表计量的影响　　3.2.1谐波对感应式电能表计量的影响6　　当感应式电能表串联到电网中以后，由于谐波的影响，使电能表内的电压线圈阻抗和转盘阻抗发生改变，造成工作磁通发生改变，从而影响到感应式电能表的计量精度。同时电能表内部的铁芯是非线性的，因而当由谐波和基波叠加而成的电压、电流波会发生畸变时磁通不能够做出相应的线性变化，磁通相互作用才能产生转矩。磁通不与波形形成线性关系，导致转矩与平均率之间呈非线性的变化关系，造成了附加误差的产生，从而影响到电能表计量的精确性。平均功率的产生是在同频率的电流电压下产生的。

7、　　感应式电能表串联在线路中，分别用，来表示作用于电能表的电压和电流。其中，、分别为电压幅值和电流幅值；为电压、电流的角频率；为电流相对于电压的相位角。在电路原理中，根据有功功率表达式可知，只有同次谐波的电压、电流才可以构成谐波功率。　　存在谐波功率时电能值可以表示为：　　，其中W、表示基波和n次谐波电能值；表示电能表所反映与基波的n次谐波电能成比例的系数。　　可以通过研究畸变波形下电能表的运作状况来分析感应式电能表的频率特性。一般来说感应式电能表频率特性曲线平坦与否表明了其在谐波功率下的计量的精确程度