【论文】谐波对电能计量的影响.pdf

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1、摘要：随着电力电子技术在各工业部门和用电设备上的广泛应用，非线性负荷数量越来越多，容量也越来越大，谐波大量注入电网，使电力系统电压、电流波形发生严重的畸变。由于大多数仪器、仪表是针对工频正弦波设计的，因而造成指示数据不正确。电能计量是电网经济核算的依据，电能的计量精度直接关系到电力供需双方的经济效益和社会效益。确保电能计量的准确、可靠具有十分重要的意义。电能表是电能计量的核心部分和基本量具，其计量准确度直接关系到电能计量的精度。因此深入系统地研究谐波对电能表和电能计量的影响是十分必要的。本文基于学术研究和工程应用，在研究分析感应式电能表的结构及其

2、工作原理的基础上，提出了一种改进的感应式电能表电能计量误差的非线性数学模型；在研究分析电子式电能表及其时分割乘法器的结构及工作原理的基础上，首次建立了乘法器的仿真模型；通过计算分析和仿真分析，对谐波下感应式电能表和电子式电能表的准确度影响因素及影响程度进行了较为全面、深入的分析研究；最后，对计量标准和计量方式进行了初步的探讨。研究分析结果表明：感应式电能表的误差频率特性曲线呈迅速下降趋势，因此在电能计量中，不管是以全能量为计量标准还是以基波能量为计量标准，当谐波含量较大时对感应式电能表的电能计量将会产生较大的影响。和感应式电能表相比，电子式电能表

3、的计量误差受频率变化影响较小，具有较宽的频率响应，误差频率特性曲线较为平坦，因此，在谐波存在下以全能量为计量标准时，电子式电能表的计量误差远远小于感应式电能表的电能计量误差，而以基波能量为计量标准时，电子式电能表的计量误差比感应式电能表的计量误差大。不同的计量标准下对电能表计量误差的评价也不相同。通过对非线性负荷的理论分析表明，作为谐波源，非线性负荷所产生的谐波是吸收基波的一部分转化而来，从而说明传统的计量方式具有不合理性，提出相应的解决方法和对策，并建议一种新的电能计量方式供同行研究探讨。关键词：谐波，非线性，无功功率，感应式电能表，电子式电能

4、表，电能计量，计量误差AbstractWiththebroadapplicationoftheelectricalandelectronictechnologyintheindustrybranchesandthepowerapparatuses,thenumberofnon-linearloadsismuchmoreandmore,andthecapacityofthemisbiggish,soamassofharmonicisinjectedintothepowersystem,whichproducesthewavesofvoltagean

5、dcurrentinpowersystemtobeaberrantseriously.Becausemostofapparatusesandmetersaredesignedaccordingtothe50Hzsinusoidalwave,theshowingdataarenotprecise.Electricalenergymeasurementisthegistoftheeconomicaccountinginpowersystem,andthemeasuringprecisionaffectstheeconomicandsocietyben

6、efitbetweenproviderandasker.Toinsuretheveracityofelectricalenergymeasurementisimportantspecially.Thewatt-hourmetersarethecorepartandthebasicmeasure,whosemeasuringveracitycountformuchtheprecisionoftheelectricalenergymeasurement,soitisnecessarytostudythoroughlyontheeffectofharm

7、onicsontheelectricalenergymeasurementofwatt-hourmeters.Byanalyzingthestructureandworkingprincipleofinductionwatt-hourmeter,thispaperproposesonenon-linearamelioratedmathematicmodeltostudyitselectricalenergymeasurementerror;Byanalyzingthestructureandworkingprincipleofelectronic

8、anditstime-division-multiplier,thispaperfoundsonesimulationmodelfort