摘 要：電能計(jì)量關(guān)系到用戶的合法權(quán)益，且直接聯(lián)系著電力公司的經(jīng)濟(jì)效益，而電網(wǎng)中的電力諧波卻嚴(yán)重影響到電能表計(jì)量電能準(zhǔn)確性，因此要積極討論電力諧波對(duì)電能計(jì)量的影響，運(yùn)用科學(xué)合理的手段，最大范圍地減少或降低電力諧波。本文主要分析了電力諧波對(duì)電能計(jì)量的影響，簡(jiǎn)單說明了如何減少電力諧波對(duì)電能計(jì)量影響的措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：電能表；電力諧波；電能計(jì)量；分析影響

中圖分類號(hào)：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0095-02

1 引 言

近幾年來，伴隨著電力電子技術(shù)在中國(guó)國(guó)家電力系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用，導(dǎo)致了我國(guó)電力系統(tǒng)中的出現(xiàn)數(shù)量較多的非線性負(fù)荷用戶，并且這一數(shù)字還在持續(xù)的上升。這樣一來，就造成電網(wǎng)中出現(xiàn)了大量的電力諧波，這不僅導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的電流波形和電壓出現(xiàn)劇烈的畸變問題，同時(shí)也對(duì)電能的質(zhì)量造成應(yīng)用。另外，這一問題在某種程度上也對(duì)測(cè)量?jī)x器、輸電設(shè)備以及計(jì)量?jī)x表等造成影響，同時(shí)也對(duì)電能計(jì)量的嚴(yán)密性和精確性產(chǎn)生危害。因而，現(xiàn)階段要不斷提升用戶與供電單位的經(jīng)濟(jì)效益，積極減低電力諧波對(duì)電能計(jì)量產(chǎn)生的不利影響。

2 出現(xiàn)電力諧波的緣故

2.1 發(fā)電源的質(zhì)量問題

從現(xiàn)在的情況來看，我國(guó)電力公司所運(yùn)用的發(fā)電機(jī)大多數(shù)都是以三相繞組為基礎(chǔ)而改良的，缺少一定對(duì)稱性，且發(fā)電機(jī)鐵芯的一致性與均勻也不能得到保障，此類情況都在很大程度上對(duì)發(fā)電機(jī)整體的質(zhì)量有影響，造成其在運(yùn)行期間更容易生成電力諧波。但在一般情況下，發(fā)電源只產(chǎn)生極少的電力諧波，不會(huì)很大程度的影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行，所以一般忽略不計(jì)。

2.2 輸配電系統(tǒng)發(fā)生故障

輸配電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)電力諧波通常都來源于電壓變電器。因?yàn)橥獠凯h(huán)境因素的影響，很多設(shè)計(jì)工作者在設(shè)計(jì)電壓變電器期間，一般會(huì)把電壓變電器里的磁密性設(shè)置為其飽和階段，為防止因電容量過大導(dǎo)致浪費(fèi)，這樣做雖很大程度上減輕了變壓器的成本，但也造成電壓變電器更容易在工作中產(chǎn)生電力諧波。

3 電力諧波對(duì)電能表電能計(jì)量的影響

3.1 給感應(yīng)式電能表造成的影響

對(duì)于機(jī)械式電表來說，它主要由轉(zhuǎn)動(dòng)元件、驅(qū)動(dòng)元件以及制動(dòng)元件、軸承、輔助部件、計(jì)度器等幾部分組成。對(duì)于電表的電量顯示原理而言，它是通過電流和交變電壓在經(jīng)過電表轉(zhuǎn)盤進(jìn)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而讓其轉(zhuǎn)動(dòng)，并且?guī)?dòng)計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng)字輪。在進(jìn)行感應(yīng)式電能表的設(shè)計(jì)工作時(shí)，是將交流電基波作為基礎(chǔ)，并且通過磁感應(yīng)來驅(qū)動(dòng)相關(guān)的元件形成力矩，并以此來帶動(dòng)計(jì)度器進(jìn)行電能的測(cè)量工作。由于受到各種原因的影響，造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)了諧波，并且電能表上的電壓、電流也將出現(xiàn)不平常的電壓、電流。這一過程中，驅(qū)動(dòng)元件將導(dǎo)致磁感變化，進(jìn)而對(duì)電能表的計(jì)量工作造成影響，導(dǎo)致電能表出現(xiàn)較大的誤差。

3.2 電子式電能表受諧波的影響

國(guó)家加快建設(shè)智能電網(wǎng)，如今電子式電能表通常是多功能電能表或者是智能電能表，其是由計(jì)量芯片、通訊模塊、微處理芯片等部件組成。它的功能十分強(qiáng)大，不但與計(jì)量精確性有著直接的關(guān)系，同時(shí)還影響都到遠(yuǎn)程與本地通信（準(zhǔn)確、完整、及時(shí)獲取居民用電的信息），并且對(duì)信息交互與傳輸、遠(yuǎn)程停送電以及異常報(bào)警等活動(dòng)造成影響。對(duì)于電子式電能表來說，它是以諧波與基波相加作為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的電能計(jì)算。對(duì)于線性用戶而言，不但會(huì)對(duì)電能計(jì)算造成影響，同時(shí)還會(huì)帶來有害有害諧波；而對(duì)于非線性用戶而言，由于諧波中的有少數(shù)進(jìn)入電網(wǎng)，因而其在電能的計(jì)算過程中將會(huì)小于它實(shí)際的耗費(fèi)電能，進(jìn)而導(dǎo)致了電網(wǎng)的污染。為了能夠準(zhǔn)確的測(cè)出諧波所造成的影響，提升電能信號(hào)水平，分析電能取樣區(qū)間的頻率，從而多次進(jìn)行諧波的測(cè)量。

3.3 諧波影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確性

一方面，諧波影響感應(yīng)式電能表的計(jì)量。電能表測(cè)量會(huì)受到畸變波的影響，且還會(huì)遭到頻率特質(zhì)的影響。電能表的頻響曲線是否可以做到平坦，這時(shí)計(jì)數(shù)誤差影響是較為明顯的。這就說明我們需要對(duì)頻響開展全面研究。通常來說，該影響要從以下幾個(gè)方面來探析：①對(duì)轉(zhuǎn)盤的影響。而電能表轉(zhuǎn)盤并不是一種單純電阻，內(nèi)部有感抗，一旦頻率出現(xiàn)變化，阻抗角、等效阻抗會(huì)根據(jù)頻率變化而出現(xiàn)變化；②根據(jù)轉(zhuǎn)盤力矩影響。一旦發(fā)現(xiàn)諧波，頻率不斷增加，磁通量會(huì)比較小，因此會(huì)推動(dòng)轉(zhuǎn)盤力矩慢慢變小，且轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)漸漸變慢，這樣就會(huì)產(chǎn)生計(jì)量失誤；③從電能表測(cè)量誤差的負(fù)向影響。諧波以后，電流頻率的不斷增強(qiáng)，電壓線圈的磁通量減小，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)漸漸減緩，轉(zhuǎn)盤的力矩變小，電能表測(cè)量誤差出現(xiàn)負(fù)向變化。另一面，諧波對(duì)電子電能表測(cè)量的影響。理論上來說，該類電能表的計(jì)量手段是根據(jù)總體來計(jì)算的，電路中兼有基波與諧波，但是該過程中諧波會(huì)危害到線性用戶，如果把它計(jì)算在一起的話，會(huì)造成電能表電量的總值不斷增加，此外對(duì)非線性用戶來說，出現(xiàn)的諧波也會(huì)流進(jìn)電網(wǎng)去，因此造成電網(wǎng)污染，這對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)來說是十分不利的。為了解決以上出現(xiàn)的問題，可以置低通濾波器，達(dá)到去掉諧波的目的，讓基波電能可以計(jì)量，確保線性用戶的用電安全。

3.4 諧波影響電能計(jì)量的合理性

因?yàn)橹C波影響，現(xiàn)階段我國(guó)使用全能量式計(jì)量手段在合理性與準(zhǔn)確性之間很難統(tǒng)一。例：在非線性電網(wǎng)中，非線性居民為諧波“創(chuàng)造者”，因?yàn)橹C波有少數(shù)進(jìn)入電網(wǎng)，他支付電能要小于實(shí)際測(cè)量的電能，然而電能收支是平衡，而諧波“創(chuàng)造者”導(dǎo)致的這些損失卻要諧波“受害者”的線性用戶來支付。很顯然，這一定是不科學(xué)的，并且也造成了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)損失，這樣不利于電網(wǎng)正常安全運(yùn)行。

4 減少諧波對(duì)電能計(jì)量影響的措施

4.1 選對(duì)電能計(jì)量手段

根據(jù)實(shí)際情況來說，諧波處理技術(shù)方面國(guó)內(nèi)還比較落后，還不能對(duì)諧波帶來的現(xiàn)象采用有效地防治對(duì)策。所以為了保證電能測(cè)量數(shù)據(jù)的無誤性，電能測(cè)量人員就要在對(duì)電能計(jì)量的期間，運(yùn)用工頻基波電能表與寬頻帶電能表的結(jié)合來計(jì)量電能，這種方式可以有效提升電能計(jì)量的精確度，因而有效減輕諧波的排放，保證電力系統(tǒng)可以高效安全的運(yùn)行。

4.2 諧波抑制手段

該手段可以降低諧波源用戶朝系統(tǒng)注入的諧波量。對(duì)于電力系統(tǒng)中的大部分非諧波源用戶而言，現(xiàn)在運(yùn)用的電能表大部分是電子式電能表，由于電子式電能表基本不會(huì)受到諧波的影響，因而它比感應(yīng)式電能精確性好。對(duì)于電網(wǎng)中的諧波源的居民以及周圍的非諧波源居民來說，可以使用這一方式，這樣一來既能夠計(jì)量諧波電能，同時(shí)又可以計(jì)量基波電能的新式電能表來計(jì)量電能，金額可以減小諧波對(duì)于電能計(jì)量工作造成的影響。在進(jìn)行電能計(jì)量時(shí)，一定要遵守“公正、公開和公平”的原則。同時(shí)，為了解決非線性用戶計(jì)量公平性的問題，并且挽回由于諧波給供電單位帶來的電能損失問題，可以使用具有諧波測(cè)量功能的多功能型電能表進(jìn)行電力計(jì)量工作?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)用于電網(wǎng)測(cè)量電能的電子型諧波電能表大多是應(yīng)用帶阻濾波器法和快速傅立葉變換法。

5 結(jié)束語

由于中國(guó)電網(wǎng)不斷的完善，因此非線性用戶的負(fù)荷數(shù)量也隨之增加，讓諧波對(duì)電能計(jì)量的影響變得更明顯，要想確保電能的計(jì)量精確性，就要積極的探究諧波對(duì)電能計(jì)量的影響，在此理論的指導(dǎo)下確保電能計(jì)量工作的有用性。所以，本文從此角度出發(fā)，積極分析諧波對(duì)電能計(jì)量影響，并希望在這研究期間中找到規(guī)避諧波的解決方式，以確保電力高效化運(yùn)行。作為電力公司，確保電能計(jì)量的精確性的同時(shí)，還要最大化利用能源。而且諧波通常會(huì)負(fù)面影響到電能產(chǎn)生、輸送與應(yīng)用效，讓家用電器出現(xiàn)振動(dòng)比較大，噪音過大，過熱的現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致電能計(jì)量設(shè)施精確度的持續(xù)下降。

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收稿日期：2018-4-15