有關(guān)中頻諧波對電力計量裝置影響的分析

劉先宇

（國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司，哈爾濱 150010）

諧波是電力系統(tǒng)中的一種特殊的干擾現(xiàn)象，近年來，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，中國正逐漸向“世界工廠”發(fā)展，但是，在工業(yè)飛速發(fā)展的同時，環(huán)境也在急劇的惡化，而電網(wǎng)中諧波是對電網(wǎng)環(huán)境污染最為嚴(yán)重的一種，對電力計量裝置影響非常嚴(yán)重，電網(wǎng)諧波問題逐漸成為世界關(guān)注的焦點。

1 諧波

諧波是指對周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉技術(shù)級數(shù)分解，不僅要得到電網(wǎng)基波頻率相同的分量，而且還要得到一系列大于電網(wǎng)基波頻率的分量，這部分電量被稱為諧波。諧波來源：電力系統(tǒng)中的諧波來源于多方面，包括：輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波、電源產(chǎn)生的諧波（其中電源產(chǎn)生的諧波主要是因為電源質(zhì)量差）、用電設(shè)備產(chǎn)生諧波（主要是晶閘管整流設(shè)備產(chǎn)生諧波）、電力系統(tǒng)中的變壓器正常運行也會產(chǎn)生的諧波。

2 諧波現(xiàn)狀

我國的電網(wǎng)諧波污染呈加速增長趨勢，非常嚴(yán)重，主要涉及一些大型的化工廠、電力企業(yè)以及大型鋼廠等，這些企業(yè)的諧波污染不容樂觀，每年都會源源不斷地注入電網(wǎng)，使得電能質(zhì)量不斷下降，電量的損失不容樂觀，1993年，國家頒布了公用電網(wǎng)諧波國家標(biāo)準(zhǔn)，必須把電網(wǎng)諧波含量控制在國家的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，及時地對諧波進(jìn)行治理，減少諧波給人們帶來的損失，并把諧波損失的電量記錄下來。

3 諧波對電力系統(tǒng)的危害

第一，諧波會引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振，將諧波放大，產(chǎn)生危險的過電壓或者過電流。第二，諧波會干擾通信系統(tǒng)，使傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量降低，損壞通信設(shè)備。第三，增大輸電設(shè)備和供電設(shè)備的額外附加損耗，使設(shè)備運轉(zhuǎn)不正常或不正確操作。第四，使電氣設(shè)備絕緣老化嚴(yán)重加速，縮短其使用壽命。第五，會引起繼電保護(hù)和自動裝載機(jī)誤動甚至拒動，易造成系統(tǒng)事故，嚴(yán)重威脅工作人員的人身安全。

4 中頻諧波在電力計量裝置中的應(yīng)用發(fā)展

4.1 諧波在電力計量裝置中的應(yīng)用

電力計量裝置在諧波的影響下，主要分為幾種：一種是提高電表功率的反應(yīng)能力、純基波計量方式，也就是忽略或者過濾諧波，將電表的抗干擾能力大大提高。還有一種就是先對基波功率和諧波功率進(jìn)行區(qū)分，再進(jìn)行分別計量。

4.2 諧波在電力計量裝置中的發(fā)展方向

我國目前的電力計量方式主要為全能計量方式，該方式計量的準(zhǔn)確性較高，但是如果系統(tǒng)受到了諧波的干擾，該計量方式則會出現(xiàn)將誤差擴(kuò)大的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的發(fā)展，給電力企業(yè)帶來嚴(yán)重?fù)p失。為了防止類似情況發(fā)生，我們必須采取有效的措施進(jìn)行預(yù)防，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，未來的計量表的發(fā)展將是諧波與基波進(jìn)行分離，然后分別進(jìn)行測量，比如現(xiàn)代技術(shù)研制出的諧波電表。該電表可以對諧波的干擾進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，但是由于種種原因，目前此種電表還未完全推廣，應(yīng)用不是很廣泛。

5 中頻諧波對電力計量裝置的影響

5.1 對感應(yīng)式電能表的影響

目前我國大部分地區(qū)使用的都是感應(yīng)式電能表，感應(yīng)式電能表是以基波為基礎(chǔ)設(shè)計的，在電流和電壓不變的情況下，頻率發(fā)生變化的同時電壓線圈阻抗也會發(fā)生相應(yīng)的變化，造成電壓工作磁通發(fā)生改變，影響電能表測量的精確度與準(zhǔn)確性。

5.2 對全電子式電能表的影響

電子式電能表功能齊全、準(zhǔn)確性高，在未來的一段時間內(nèi)將會取代感應(yīng)式電能表，全電子式電能表對于不同的被測型號波形會產(chǎn)生出不同的反應(yīng)，對諧波的總平均功率和負(fù)載基波進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。但是，如果有諧波的干擾，就會使電能表所記錄的電能量小于負(fù)載實際消耗的基波功能，因為全電子式電能表需要加總諧波有功電能和基波有功電能，所以難以進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。

6 降低諧波對電力計量裝置影響的有效途徑

第一，可以將諧波源判斷和識別技術(shù)應(yīng)用到電力計量裝置中，通過一些諧波源辨識和檢測方法來準(zhǔn)確地計量用戶吸收和發(fā)出的諧波功率。

第二，在諧波源處安裝濾波器，就近吸收諧波源產(chǎn)生的諧波電流。諧波治理主要采用無源濾波裝置和有源濾波裝置，具體如下：A.無緣濾波主要是將用電抗器和電容器串聯(lián)起來，組成L C回路，將其設(shè)定在需要濾除的諧波頻率上，以此達(dá)到濾波的目的，這種方法成本低，用戶也樂于接受。B.有源濾波：有源濾波裝置主要是依靠無緣濾波裝置發(fā)展起來的，其是由電力電子元件組成的回路，但是其成本較高，因為受到額定電流發(fā)展的限制，所以一般用戶不愿意選擇這種濾波方式。

7 結(jié)語

近年來，由于電網(wǎng)的迅速發(fā)展，諧波的治理也逐漸成為人們關(guān)注的焦點，諧波實際上屬于電力系統(tǒng)中一種不可消除的因素，只要電力系統(tǒng)運行就不可避免地會產(chǎn)生諧波，因此諧波對電力計量裝置也不可避免地產(chǎn)生著影響，給電力系統(tǒng)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

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