關于電力系統諧波對電力計量的影響分析

1.李寶燕 2.王 偉 3.林 澎 2.魏成猛

1.國網山東省電力公司臨沭縣供電公司 2.國網山東省電力公司郯城縣供電公司3.國網山東省電力公司莒南縣供電公司

關于電力系統諧波對電力計量的影響分析

1.李寶燕 2.王 偉 3.林 澎 2.魏成猛

1.國網山東省電力公司臨沭縣供電公司 2.國網山東省電力公司郯城縣供電公司3.國網山東省電力公司莒南縣供電公司

在社會快速發展的今天，人們的日常生活水平在不斷提升，與此同時，人們對于生活服務質量的要求也在不斷上升。對于電力企業來說，在日常生產和運行過程中，電力計量的準確性將會受到電力諧波的直接影響。電力企業在進行電力計量過程中，能夠形成的準確性將會直接影響企業所能產生的經濟效益，而電力計量的精確性更是電網系統進行經濟核算的基本憑據。因此電力系統工作人員必須進一步加強對諧波的研究，以保證電能計量的可靠性和真實性以及準確性，己經成為不可忽視的重要問題。

電力系統諧波；電力計量；影響

隨著經濟社會的高速發展，我國的人民生活質量和工業生產水平也取得了很大幅度的提高，但這同時也造成了對能源的需求越來越大，而電能作為當前我國應用最為廣泛的能源之一，確保其正常供應無論對生活、生產還是工作都具有重要意義。現實中，要保障電力的正常供應，首先要做的就是確保電力計量的準確性，否則就可能會給電力企業和用戶造成經濟損失，不利于電力事業的長遠健康發展。筆者結合自己多年的工作實踐經驗，就電力諧波對電力計量的影響進行了分析，并在此基礎上提出了應對策略，希望對電力計量工作能夠有所借鑒。

1 電力諧波來源

電力諧波的來源主要以下3個：①輸配電系統。變壓器是產生諧波的主要來源，與其內部結構設計有關，諧波電流隨著鐵心飽和程度的升高而增加。②發電源質量較差。比如發電機的三相繞組很難絕對對稱，加之鐵心設計不均勻，會產生少量諧波。③用電設備。比如變頻裝置、電弧爐、家用電器、氣體放電類電光源和晶閘管整流設備等。對于電力系統而言，諧波主要來自發電設備和用電設備。國內許多工業企業都有著嚴重的諧波污染，特別是變頻電源和直流用電器的使用，使5次諧波和7次諧波含量驟增。其中，損失在小用戶中體現地不明顯，但對于大功率用戶而言，諧波的增加會加速變壓器、電動機等的衰老，還會繳納更多的電費。

2 諧波對于電力計量影響的分析

在實際工作中，電力諧波對電力計量的影響表現為多個方面，我們通過對這種影響進行分析、總結和歸納，可以將其主要分為以下幾個方面：

2.1 電網中的諧波對互感器的影響

基于電能與電流幅值、諧波電壓幅值以及相位差的關系進行分析，能夠得到以下兩個方面的結論：1)如果電力系統中安裝有電磁式互感器，而且此互感器產生的諧波頻率＜2kHz，那么電壓互感器的二次側電壓就會變小，相位則會出現滯后；如果電力系統中安裝有感應式互感器，那么一旦系統中的諧波次數＞25次，則電能表就可能會失去正常的計量功能甚至完全不計量。2)如果電力系統中安裝的是電子式互感器，則諧波對電能計量結果的影響就是通過影響電能表的工作來體現的；如果電力系統中安裝的是電容式互感器，那么一旦二次側諧波電壓大于或等于諧波電壓的三倍，就會使最終的電力計量結果出現較大誤差。

2.2 對電感電表的影響

電感式的電表在工作時，主要是通過磁感應來產生推動器件運行的力矩，進而完成電力的計量。在工作進行過程中電壓線圈產生的電流磁通主要有兩部分組成，一是，穿過鋁盤通過回磁板形成工作磁通；二是，不穿過鋁盤，二是通過左右的鐵軛來自形成分工作的磁通。由于電壓線圈與電流線圈所產生的是交變磁通，經過不同的位置穿過鋁盤，就會在鋁盤的不同位置形成感應電流，這種情況下，電流與磁場所產生的互相作用就會推動鋁盤的運轉，負載與鋁盤的運轉的功率是呈正相關的關系。

2.3 對電子式電能表的影響

電子式電能表有著廣泛應用，與電感電表相比，電子式電表的計量誤差較小。電子式電能表多采用A/D方式，運行大致要經過乘法器運動、處理器分析和顯示輸出幾個步驟，電表設備運行在國家規定范圍內，依據50 Hz標準進行。

3 電力計量中電力諧波的處理

3.1 保證諧波在電力計量過程中應用的科學性

在當前的電力諧波作用下，電力計量主要被劃分為以下幾種方式：第一，電力計量人員可以對電力系統中的諧波予以忽視或者進行過濾，從而提升電表劑量的抗干擾能力，保證電表只對基波的功率進行測量。第二，有效提升電表功率計量的反應能力，保證電表能夠將實際使用的電量顯示出來，提升電量統計的便捷性和準確性。該種計量方式將基波功率和諧波功率整合在一起進行計算的，在實際計量過程中不予以區分。第三，在實際計量過程中，工作人員必須保證能夠明確劃分基波功率和諧波功率，從而保證對基波功率和諧波功率計量的準確性。

3.2 確立諧波計量的正確發展方向

目前，我國采用全能計量的方式，在基波與電力相對穩定的狀況下，準確度較高。如果遇到諧波干擾，則干擾程度往往會超過計量設備的極限，甚至出現較大的誤差。為了減少誤差，在未來的發展中需將基波與諧波進行隔離、分別計量，并對電力系統進行簡化，對受到諧波影響的電表計量誤差進行建模，對誤差形成的原因進行詳細分析，從而計量出電表受到諧波影響電流的具體額度。

3.3 順應諧波電表的發展趨勢

隨著現代化科學技術的發展與進步，目前，專家根據諧波的特性已經研制出諧波電表。諧波電表，顧名思義，就是可以對諧波干擾進行準確計量的電表。諧波電表是在單片機技術看就開發的前提下研制出來，在研制工程中，科學家采用多種先進的技術，使諧波電表具備了把基波與諧波區別開來，并對兩者進行分別計量的功能，而且還實現了有關各項電能的計量功能，

4 結語

電力設備是電力系統的重要組成部分，也是電力諧波的主要來源，因此，電力諧波在電力系統運行中是不可避免的。其危害較大，易損壞設備、形成諧波污染，且對電力計量工作的影響較大，但同時也促進了電力計量技術的提升。因此，要正確認識諧波，并對其進行有效的處理。

[1] 郭凱.諧波對電能計量影響的研究[J].工業b，2015，(32)：15.

[2] 鄭業穎.淺議諧波對電能計量影響的分析及對策研究[J].華東科技(學術版)，2014，(11)：156.