有关中频谐波对电力计量装置影响的分析

2014-04-08刘先宇

黑龙江科学 2014年11期

刘先宇

（国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司，哈尔滨 150010）

谐波是电力系统中的一种特殊的干扰现象，近年来，随着工业的不断发展，中国正逐渐向“世界工厂”发展，但是，在工业飞速发展的同时，环境也在急剧的恶化，而电网中谐波是对电网环境污染最为严重的一种，对电力计量装置影响非常严重，电网谐波问题逐渐成为世界关注的焦点。

1 谐波

谐波是指对周期性非正弦电量进行傅立叶技术级数分解，不仅要得到电网基波频率相同的分量，而且还要得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量被称为谐波。谐波来源：电力系统中的谐波来源于多方面，包括：输配电系统产生谐波、电源产生的谐波（其中电源产生的谐波主要是因为电源质量差）、用电设备产生谐波（主要是晶闸管整流设备产生谐波）、电力系统中的变压器正常运行也会产生的谐波。

2 谐波现状

我国的电网谐波污染呈加速增长趋势，非常严重，主要涉及一些大型的化工厂、电力企业以及大型钢厂等，这些企业的谐波污染不容乐观，每年都会源源不断地注入电网，使得电能质量不断下降，电量的损失不容乐观，1993年，国家颁布了公用电网谐波国家标准，必须把电网谐波含量控制在国家的标准范围之内，及时地对谐波进行治理，减少谐波给人们带来的损失，并把谐波损失的电量记录下来。

3 谐波对电力系统的危害

第一，谐波会引起串联谐振及并联谐振，将谐波放大，产生危险的过电压或者过电流。第二，谐波会干扰通信系统，使传输的信号质量降低，损坏通信设备。第三，增大输电设备和供电设备的额外附加损耗，使设备运转不正常或不正确操作。第四，使电气设备绝缘老化严重加速，缩短其使用寿命。第五，会引起继电保护和自动装载机误动甚至拒动，易造成系统事故，严重威胁工作人员的人身安全。

4 中频谐波在电力计量装置中的应用发展

4.1 谐波在电力计量装置中的应用

电力计量装置在谐波的影响下，主要分为几种：一种是提高电表功率的反应能力、纯基波计量方式，也就是忽略或者过滤谐波，将电表的抗干扰能力大大提高。还有一种就是先对基波功率和谐波功率进行区分，再进行分别计量。

4.2 谐波在电力计量装置中的发展方向

我国目前的电力计量方式主要为全能计量方式，该方式计量的准确性较高，但是如果系统受到了谐波的干扰，该计量方式则会出现将误差扩大的现象，严重影响电力系统的发展，给电力企业带来严重损失。为了防止类似情况发生，我们必须采取有效的措施进行预防，经过研究发现，未来的计量表的发展将是谐波与基波进行分离，然后分别进行测量，比如现代技术研制出的谐波电表。该电表可以对谐波的干扰进行准确的测量，但是由于种种原因，目前此种电表还未完全推广，应用不是很广泛。

5 中频谐波对电力计量装置的影响

5.1 对感应式电能表的影响

目前我国大部分地区使用的都是感应式电能表，感应式电能表是以基波为基础设计的，在电流和电压不变的情况下，频率发生变化的同时电压线圈阻抗也会发生相应的变化，造成电压工作磁通发生改变，影响电能表测量的精确度与准确性。

5.2 对全电子式电能表的影响

电子式电能表功能齐全、准确性高，在未来的一段时间内将会取代感应式电能表，全电子式电能表对于不同的被测型号波形会产生出不同的反应，对谐波的总平均功率和负载基波进行准确的记录。但是，如果有谐波的干扰，就会使电能表所记录的电能量小于负载实际消耗的基波功能，因为全电子式电能表需要加总谐波有功电能和基波有功电能，所以难以进行准确的测量。

6 降低谐波对电力计量装置影响的有效途径

第一，可以将谐波源判断和识别技术应用到电力计量装置中，通过一些谐波源辨识和检测方法来准确地计量用户吸收和发出的谐波功率。

第二，在谐波源处安装滤波器，就近吸收谐波源产生的谐波电流。谐波治理主要采用无源滤波装置和有源滤波装置，具体如下：A.无缘滤波主要是将用电抗器和电容器串联起来，组成L C回路，将其设定在需要滤除的谐波频率上，以此达到滤波的目的，这种方法成本低，用户也乐于接受。B.有源滤波：有源滤波装置主要是依靠无缘滤波装置发展起来的，其是由电力电子元件组成的回路，但是其成本较高，因为受到额定电流发展的限制，所以一般用户不愿意选择这种滤波方式。