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1、电子科学,。程淤谐波对电能计量的影响武海涛华北电力大学北京赞皇县供电公司河北石家庄〔摘要〕叙述电网谐波的主要来源,分析了谐波对电能计量的影响。研究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,当谐波含量较大时对其电能计量将会产生较大的影响而电子式电能表的计童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,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,电子式电能表的计误差比感应式电能表的计量误差大。此外,作为谐波源,非线性负荷
2、所产生的谐波是吸收基波的一部分转化而来,墓于传统的计量方式具有不合理性,因此针对该情况,提出相应的解决方法和对策以及一种新的电能计量方式。「关钮词〕谐波感应式电能表电子式电能表电能计量中圈分类号卜文做标识码文组号一一一、引,降。这是因为在负载上当基波电压、电流不变而又含有谐波时,电能表电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,非线性负压线圈阻抗和转盘阻抗都会变化,导致电压工作磁通和对应的电流磁通变荷数量越来越多,容量也越来越大,谐波大量注入电网,使电力系统电化,从而影响电能表的计量精度电磁感应式电能表的工作原理,
3、只有同压、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频率的电压、电流产生的磁通相互作用才能产生转矩,畸变的波形通过电设计的,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,电磁组件以后,由于磁通不与波形对应变化,导致转矩不能与平均功率成正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。比而产生附加误差。存在谐波功率时,电能表反映的电能值可以表示为本文基于电能表的结构及其工作原理,通过计算和仿真,分析了谐波城艺凡然对感应式电能表和电子式电能表的影响,并对计量标准和计量方式进行了式中城,代分别为基
4、波和次谐波电能值,其符号可正可负,由实际初步的探讨。基于传统的计量方式具有不合理性,提出相应的解决方法和潮流方向决定凡电能表所反映的与基波和次谐波电能成比例的系数。对策,并建议了一种新的电能计量方式供同行研究娜寸。加二、浪的主来随着化工、冶金、煤炭等行业以及家用电器中许多非线性负荷的日渐增多,特别是一些大功率变流设备和电弧炉等的大量应用,导致在电网中钊邪六次︺产生大量的高次谐波电流,进而引起电压波形发生畴变,不再是完全都正弦波。电力系统中的非线性设备和负荷都是谐波源。铁磁饱和型各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其攀磁饱和特性
5、呈非线性。’。电子开关型主要为各种交直流换流装置整流器、逆变器以,吗及双向晶闸管可控开关设备等,在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工级次矿企业以及家用电器中广泛使用,并正在蓬勃发展在系统内部,则如直图感应式电能表误差的频响特性曲线流输电中的整流桥和逆变桥等其非线性呈现交流波形的开关切合和换向二谐波对电子式电能表的影晌口宁“·”特性。,幸名了带血,尸‘电弧型各种炼钢电弧炉,电弧焊机等,其电弧电压和电弧电流‘甲’令之间不规则、随机的变化呈现非线性伏安特性。万,命命识差三、纷渡对电旅斑形的分析义电能表的计数误差定义为电能表的读数与
6、被测电能理论计算值之间的刁相对误差,即闷打嘴一寸一食六打节一育一布一布一。压二且、聪’砚图电子式电能表误差的频响特性曲线式中表示电能表计量误差凡,,分别表示电能的实测值和理论计图是电子式电能表误差的频响特性曲线。由图可知电子式电能表与算值。感应式电能表的运行条件相似。大量研究结果表明,当构成功率的电流信因此,若电能表计数误差为正,即表示电能表多计数了,反之则少计号产生畸变时,随崎变程度的不同,电子式电能表出现测量误差,但误差数了。不大,可以忽略。也就是说,在谐波情况下,对于电子式电能表,式中的一谐波对感应式电能表计的影晌凡趋
7、近于此时电能表的计量值可以表示为电能表的频率特性是研究波形畸变对电能表计量影响的重要依据,电能表频响曲线平坦与否,对它在谐波功率下计数误差影响很大。文献【〕中砚巩应当指出,在测量电能量时,电网电压、电流要经测量用互感器转换给出了感应式电能表频响特性曲线,如图所示。成弱电信号才送入电能表,因此测量用互感器的准确度直接影响着测量结从图的频响曲线可以看出,曲线下降是由于相位补偿线圈对每一频率并非达到最佳补偿所致。感应式电能表只在工频附近很窄的频率范围且果的准确程度,如果用互感器存在非线性,当畸变信号经过互感器时,互感器对各次谐波成
8、分的转换比不一致,从而使被测信号发生变形在这种电压、电流为正弦波条件下才能保证最佳的工作性能大量研究结果表情况下,测量误差会很大研究发现,形畸变情况下,互感器的波形变换明,当系统中电压、电流波形有畸变时,感应式电能表的测量准确度下,电子科学翻薯误差随皆波次数的增加而非线性的增大,偶次谐波形
