電力計量中電力諧波的影響及有效措施分析

朱德旭 陳鑫 楊斌

摘要：電力的計量關系著各方的利益，因此對電力進行準確的計量事關重大。而電力諧波對電能計量表產生的影響在一定程度上對電力計量造成了誤差，影響了電力計量的準確性?；诖?，本文主要分析了電力計量中電力諧波的影響因素，提出了電力諧波的影響及處理措施，以供參考。

關鍵詞：電力計量;電力諧波;影響;措施

在電力系統中，諧波是客觀存在的，并不能完全消除，其不僅會導致電網的污染，而且會影響電能計量的準確性，損害電力企業和電力用戶雙方的利益。對此，電力技術人員必須強化認識，分析電力系統的諧波源，了解諧波產生的原因及其對于電能計量的影響原理，采取切實可行的技術措施和管理措施，做好諧波的治理工作，提升電能質量，保證電能計量的準確性和可靠性。

1.?產生諧波的原因

1.1輸配電系統的原因

輸配電系統中的變壓器較容易產生諧波，主要是因為變壓器的鐵心易呈現出飽和狀態，同時由于磁化曲線具有非線性的特征，變壓器運行過程中磁密處于曲線的飽和段上，從而對變壓器的運行質量造成影響，最終導致奇次諧波的產生。

1.2發電原因

目前的發電機中的三相繞組不具備完全對稱性，受制作技術的影響，三相繞組無法均勻地繞過鐵心，上述現象導致發電機的電源質量發生下降，由此產生諧波。

1.3用電的原因

許多電氣設備中設有晶閘管。由于晶閘管的存在，在用戶用電的過程中，晶閘管材質的整流設備極有可能出現諧波。當前，社會上許多充電設備中含有晶閘管，給諧波的產生提供了環境。

2.?電力計量中電力諧波的影響

2.1電子式電能表方面

電子式電能表不會受到諧波頻率所造成的磁性影響，其內部構造對于電路的要求較小，但是當諧波頻率炒貨1kHz?時，諧波頻率所造成的影響就會難以忽視，所以在應用電子式電能表計算總電量時需要將1kHz?以內的諧波頻率所產生的電能加上，即E=E1+ΣEn。從諧波對于兩種電能表所造成的影響方式可知，我們在具體的使用兩種電能表的過程中，其實都有條件將諧波功率計算在內，分別進行增加或減去諧波的電能En，在一定的頻率范圍內，通過這種方式計算的E?卻是為實際意義上的非線性負載消耗值，我們面對的最大問題在于，諧波功率為負值，我們所通過計算得到的電能結果是比實際要小的，而非線性負載產生的諧波作用于電網當中，不僅不會產生正面的影響，反而會對整個電網中一部分電路、電壓造成影響，破壞電網整體的穩定性，造成更大的諧波影響，所以用戶在這種情況是處于有利地位而忽視諧波造成的整體影響，因此要對電能計量的方式進行改變。

2.2電磁感應電能表

電磁感應電能表是較為常見的一類電能表。在基波或高次諧波電壓和電流存在的環境中，電磁感應電能表內部的電壓線阻抗會發生一定程度的變化，某些情況下，旋轉圓盤的狀態也會發生變化，從而導致電能表中的電流與電壓的磁通發生相應的變化，以上的各類變化將直接致使電能表產生誤差。諧波與基波的存在形式是相互疊加的，如果波形發生畸變，磁通無法隨著波形的變化而發生相應的線性變化?；兊碾娏麟妷喝绻ㄟ^了電能表內部的電磁元件，則電能表平均功率與電磁轉矩無法形成正比，意味著正弦電壓電流無法與不同頻率中出現的電磁轉矩進行疊加，這就導致了計量誤差的產生。

2.3互感設施方面

諧波對互感設施的影響主要與諧波的方向、大小和電能表有關。當諧波的電流和電壓的幅度值改變時，就會對電能的計量產生影響。觀察諧波對互感設施的影響，可以將諧波的電流幅度值設定為A，諧波的電壓幅度值設定為B，相位差值設定為C，綜合相位差值設定為D，再按照電流、電壓的幅度值和相位差以及諧波的電壓幅度值之間的關系得出相關結果：①當需要計量的系統中安裝了電磁式互感器電能計量表時，此時的諧波頻率保持在2?kHz?以下，那么，使用電壓互感器測量電壓時就會發現，電壓減小，相位較為滯后。而安裝了感應式電能表后，此時的諧波頻率次數保持在25?之上，電能表沒有計量。②當需要計量的系統中安裝了電子式互感器電能計量表時，諧波就會影響電能計量的結果和電能表的運行。在需要計量的系統中安裝電容式電壓互感器計量表，檢測2?次諧波的電壓時發現，電壓達到了諧波的3倍之上。諧波的頻率越大，對電能表計量的影響也就越大。

3.?完善電力計量中電力諧波影響的有效措施

3.1在電力計量中合理使用電力諧波

在對電力諧波進行深度分析的過程中，要結合實際需求和項目運行參數，提升整體控制結構的有效性，積極發揮電力諧波的有效作用。在電力諧波作用下，通常將電力計量方法劃分為三個方式。①主要利用純基波計量方式，借助對電力諧波的過濾和系統性忽略，保證設備自身的干擾能力得到升級，且在測量時僅僅處理基波功率即可。②利用具體措施提高電表的功率反應能力，確保電表將自身的電量進行集中顯示，從而提高電流電量統計的效率，確保整體運行結構的完整度。③借助諧波功率以及基波功率實現運行結構的整體性計算，并且不需要進行刻意的數據分離。④利用有效措施對諧波功率和基波功率進行科學化的劃分，各司其職，建構系統化的計量工作。

3.2在電力計量中提升電力諧波的準確性

在實際測量過程中，要發揮整體運行結構的有效性，就要保證建構完整的工作運行機制和工作流程，提升管控效果的同時，保證諧波測量工作的有序進行。特別要注意的是，在利用諧波進行測量的過程中，要對配電網中的諧波含量和潮流方向進行精細化分析和處理，保證能對正方向和反方向的諧波進行統籌計量測算。除此之外，要對諧波電壓電流的幅度數值和相位進行集中測定，以保證整體結構運行的常規化。目前，主要的電力諧波測量機制包括小波測量、無功功率測量以及傅里葉變換方式測量等，并且在借助濾波器測量時，能對整體數據進行精細化管理。只有建構完整且行之有效的計量措施，才能在提升電力諧波準確度的同時，優化整體計量系統的效果。

3.3在電力計量中合理化計量電力諧波

要想從根本上提升整體測量數據的穩定性和準確性，測量人員要結合實際進行相應諧波測量方式的選擇，確保整體運行結構的完整度，也要著重強化整體控制層級和控制效果。只有保證電能計量項目和數據的真實有效，才能有效應用電力諧波，提高整體電力系統運行的穩定性。

特別是在工業用電項目中，傳統計量電力的措施主要是多功能電子式電能表，若是要保證測量數據更加多元化就選取感應式電能表，不僅能對一般居民的電量進行計量，也能對非工業用電數據進行集中收集。而正是基于不同用戶的不同類型，要保證收費方式的差異性，就要充分發揮電能表對基波功率的測量水平，但是，對諧波功率的測量還存在一定的偏差。因此，利用智能電能表對諧波潮流大小、方向的測量至關重要，差異化計量結構能實現合理化的電力諧波測定，使計費結構也越來越合理化。

4.結束語

在電力設備中有效應用電力諧波是順應時代發展的必然選擇，要在不斷創新電力計量技術的同時，提高計量準確度，減少電力計量損耗和誤差。電力諧波具有非常高的研究價值，技術人員要積極研發其有效運行的方式方法，優化應用諧波計量電表，從而為電力系統發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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