电力谐波对电能计量系统的影响分析

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1、电力谐波对电能计量系统的影响分析（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司湖南湘潭411104）摘要：随着电力需求量的不断增加，越来越多的电子器件被投入到电力系统中。尤其是非线性负荷的大量使用，导致谐波含量也急剧增加。木文针对电力谐波给电能计量带来的准确性问题，首先分析了电力谐波的来源，然后阐述了电力谐波对电力计量的只体影响，并提出了相应的改进措施。为从事电力计量的工作人员提供一定的参考。关键词：电子器件：非线性负荷：谐波1前言随着国家经济的大力发展，人民对电力的需求量不断的增加。电力系统中引入大量非线性负荷，在给人们带来方便的同时，对电网注入了大量的谐波电流，不仅

2、使电力系统中的电压和电流波形发生严重的畸变，而且对输电设备、通讯设备等电力系统设备的安全运行，计量仪表、测量仪器等电能计量设备的可靠计量均构成了严重的危害。尤其针对常用的感应式计量表和电子式计量表，在谐波背景下很难做到精确测量。因此，研究如何对电力谐波进行合理的控制，确保电能计量的精确度，保障用电人民的合法权益，是电力企业面对的一个重要课题。2电力谐波的来源谐波是指频率是50Hz基波频率整数倍的周期性正弦能量。由于实际应用的电力系统不是理想的系统，产生谐波的原因有很多，主要来自于以下几个方面：1电源的质量问题。我们目前使用的发电机基木都是从三相绕组的基础上发

3、展而来，无法保障绕组的对称性和铁芯的均匀性，这些都影响了发电机的整体质量，导致了电力谐波的产生。2输电系统产生谐波。电力变压器的磁性常工作在饱和阶段，虽然降低了投入成木，但产生了电力谐波。3用电设备。随着电力电子技术在电力系统的广泛泣用，尤其是晶体闸管整流设备，当整流装置为单相电流电路JLL负载为感性时，存在次数不等的谐波电流，苏中三次谐波含量占基波的三分之一；当接容性负载时存在谐波电压，且谐波的含量与电容的大小呈正比。4其次人们tl常生活常用的电视机、微波炉、计算机等家用设备，虽然单台功率较小，但艽使用量非常大，在使用过程中会产生了大量的谐波污染等等。总之

4、各种各样的非线性器件，不同程度的对电力系统引入电压或电流谐波。3电力计量装置及计量原理对电力进行计量主要是通过电能表实现的，依照测量参数、实现原理、接入位置的不同电能表可被分为多种类型。常用的分类方式为按照其结构原理将其分为感应式和电子式两类。3.1感应式电能表结构及工作原理感应式电能表主要是利用磁感应产生的力矩推动电表中各个计量部件的运动，实现对电能的计量的，主要由电磁元件（包括电压元件和电流元件），制动元件，计度元件，转动元件，轴承等其他配件构成。在测量过程中，首先将电能表电压元件与被测设备并行联结，将电能表的电流元件与被测设备串行联接。当负载通电吋，电

5、流元件和电压元件中都会产生电磁力矩，表盘指针发生转动。此时计量元件会对指针的转动角度进行测量，根据测量结果显示当前的电能使用情况。为保证计量结果的准确性，在测量之前要使用额定频率产生装置对感应式电能表进行校正，让电流磁通夹角与功率因数角成90度。测量产生的平均转动力矩M:上式中，U是负载电压，C是比例系数，IL是负载电流，ψ是U和IL的相位差，P是负载的有功功率。3.2电子式电能表结构及工作原理电子式电能表工作原理：首先对电压、电流进行采样，然后将电压和电流信号送入乘法器得到功率，然后通过积分电路变频变换，得到对松的频率，最后通过对频率信号计数得到被

6、测电路消耗的电能值送至输出。电子式电能表分为模拟乘法器电子式电能表和数字乘法器电子式电能表。模拟乘法器电子式电能表不能直接测量较高的电压值，测量吋首先对电压、电流进行预处理。数字乘法器电子式电能表集成了数字处理芯片，首先将电压电流模量量转化为数字量，再进行处理。但两者结构类似，都包括：输入部分、乘法器、积分部分、输出部分。4谐波对电能计量的影响4.1对电感式电表的影响电感式电表主要利用电磁感应产生动力推动器件运转，实现电能计量工作。因此感应式电能表的计量误差与计量频率之间存在一种对应关系，经过文献4证明，计量误差与供电频率之间存在反比例关系，即感应式电能表在

7、计量高频电能误差时，会出现负误差随着频率的升高，而II当频率为1000Hz左右时，误差超过了-90%。冋吋当电力系统中存在谐波吋，感应式电能表中的转盘阻抗和线圈阻抗会发生变化，进一步影响了电压和电流元件测量的精度，影响了测量结果。电感式电表的测量误差：4.2对电子式电表的影响与感应式电能表相同，电子式电能表计量误差也随着谐波频次的升高而增加，但由于电子式电能表属于宽频带的计量仪器，苏计量误差比感应式电能表计量误差小得多，20次谐波频率特性误差值不超过4%。较其他类型的电表，电子式电表的精确度较高，误差较小。目前，电力谐波对电子式电表的主要影响是虽然电子式电能

8、表受频率影响较小，能够对基波电能与谐波电能进行准确的