电能计量中谐波影响的研究

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1、2011年6月吉林电力Jun．2011第39卷第3期(总第214期)JilinElectricPowerVoI．39No．3(Ser．No．214)电能计量中谐波影响的研究ResearchontheImpactofHarmonicsonElectricEnergyMeasurement魏立明，靖辉，赵珊(吉林建筑工程学院，长春130118)摘要：针对谐波条件下感应式和电子式电能表2种电能表的计量误差进行了分析和讨论，指出现有感应式电能表无法区分线性与非线性负荷，对于非线负荷其计量电能小于基波电能；而电子式电能表虽能对线性和非线性负荷加以区分，但同样存在计量

2、误差，计量方式不合理的问题，提出一种较合理的改进计量方式。关键词：电气节能；谐波；电能计量Abstract：Measurementerrorsofinductionmeterandelectronicmeterunderharmonicconditionshavebeenanalysedanddiscussed．Ithasbeenpointedoutthatthecurrentinductionmetercouldnotdistinguishlinearandnon—linearloads．Themeasuredelectricenergyundernon

3、—linearloadislowerthanfundamentalenergy．Theelectronicmetercoulddistinguishlinearandnon—linearloadsbuthasproblemssuchasmeasuringerrorandunreasonablemeasuringmethods．Anreasonableimprovedmeasuringmethodhasbeenproposed．Keywords：electricalenergysaving；harmonic；electricenergymeasurement

4、中图分类号：TM933．4文献标志码：A文章编号：1009—5306(2011)03—0004—03近年来，随着智能建筑的迅速发展，智能建筑中流含有谐波分量时，不应该存在谐波功率，但是通过大量的电气设备与电子设备等非线性负荷产生的谐研究表明，这种情况下感应式电能表的计量也存在波和无功功率，对配电系统造成严重污染，使电能质误差。电压为纯正弦，电流波形畸变时，由于磁路的量下降。不仅给智能建筑中的电气设备、电子设备及非线性，电压磁通并非随正弦电压作线性变化，如同楼字智能化系统带来严重的危害和不良影响，并且在磁路中附加了谐波磁通相当于附加了谐波电压，对智能建筑配电

5、系统以外的电气与电子设备带来危并与同次的谐波电流作用，从而产生附加驱动力矩。害_1]。由于谐波的存在使电能表产生误差，影响电感应式电能表只在工频附近很窄的频率范围且电能的正确计量。电能的计量精度直接关系到电力供压、电流为正弦波条件下才能保证最佳的工作性能。需双方的经济效益和社会效益，确保电能计量的准大量的研究结果表明，当系统中电压、电流波形因各确、可靠具有十分重要的意义。因此深入系统地研究种原因偏离正弦时，感应式电能表的测量准确度将谐波对电能表和电能计量的影响是十分必要的口]。下降]。感应式电能表的频率误差特性曲线见图1。本文针对国内主要使用的感应式电能表

6、和电子式电感应式电能表随着频率的增加，特性曲线急剧能表在谐波条件下的计量影响进行分析和讨论，给下降，频率为lkHz时，测得的电能值只是实际电能出一种较合理的计量方式。值的1O％。主要是由于转盘并非为纯电阻，其中含有感性分量，当频率升高时，转盘及阻抗角随频率的1谐波对感应式电能表的影响升高而增大，使电能表转速减慢；随频率上升，磁路的磁阻增大，电流线圈磁通量减小，从而导致驱动力根据有功功率表达式可知，只有同次谐波的电矩的减小，使电能表转速减慢，产生负误差；谐波会压、电流可以构成谐波功率。当电压为正弦，只有电在铁心中感应出杂乱涡流，使铁心内磁通减小；电压基金项目

7、：吉林省教育厅“十一五”科学技术研究项目(吉教科合字[2010]第3l1号)；吉林省建筑工程学院青年科技发展基金项目(J20091036)；住房和城乡建设部科研资助项目(2011)Z7号。收稿日期：2011-03—25作者简介：魏立明(1974一)，男，副教授，博士，从事电气专业科研与教学工作。·4’2011年6月吉林电力Jun．2011第39卷第3期(总一第一2一14一期一)一一JilinElectricPowerVo1．39No．3(Ser．No．214)如mOm如∞加∞∞加谐波电能，计量值小于基波电能值，存在明显的不合理之处。、2谐波对电子式电能表的

8、影响榭韶罂电子式电能表是在数字功率表的基础上发展起来的，采用乘法器