变频器谐波对电力计量装置的影响分析

许海霞

摘 要：在电力运行当中，变频器容易产生谐波，对电路上的电能表、电压表、电流表等设备带来很大的影响。下面根据谐波产生的原因以及对电力计量装置产生的影响进行叙述，希望可以给电力计量装置的维护提供参考。

关键词：变频器；谐波；计量装置；电流表

中图分类号：TM711 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.150

随着社会的发展，工业和企业对电力产生了极大的需求，工业对电力的需求越来越大，电力输送的电量也就越来越大，对电力计量装置的要求也就越来越高。与其他电力装置相比，变频器的调速效果非常快，在电力工作过程当中也比较安全，因此被广泛应用于电路当中。但变频器本身的逆变电路开关容易产生谐波，谐波对电力中其他电力计量装置有很多影响。

1 变频器和电力计量装置的现状

从目前我国的电力情况来看，我国对谐波影响电力的问题非常重视，相关部门领导为了更好地解决变频器谐波影响电力计量装置的问题，利用现在专业人才大力研究这方面的问题，目前变频器的研究已进入了一个崭新阶段，在新科技的背景下研究出了一种变频器产生谐波少的、对电力计量装置影响少的设备。随着社会的发展，我国对电力需求量的不断增大，对变频器的要求也越来越高，我国十分重视变频器产生的谐波对电力计量装置的影响，对变频器的研究取得了一些成就。我国人口基数大，对电的需求量太大，造成电力线路过于复杂、变频器的工作比较繁重等问题。复杂的电力系统需要足够的计量装置来对电路进行保护，大量复杂的电路在一起工作，就会相互产生严重的影响，产生的谐波也对电路产生了影响，带来了产热增高、环境温度过高停电等一系列的问题。

2 谐波的定义及产生过程

我们要彻底了解变频器产生的谐波对电力计量装置的影响，就必须对变频器产生谐波的原理进行探究，对变频器产生谐波的条件、什么是谐波等进行研究。只有了解清楚谐波，才能研究出变频器谐波对电力计量装置产生的影响以及减少变频器谐波对电力计量装置影响的方法。

2.1 谐波的定义

在我国的供电系统当中，谐波的定义是：对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，会得到和电网基波频率相同的分量，还会得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量就是谐波。在谐波当中，谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）被称为谐波次数。但是在电网当中，有时也存在非整数倍谐波，被称为非谐波或分数谐波。谐波实际上就是一种干扰量，会使电网受到干扰。

2.2 谐波的产生过程

变频器谐波产生的原因主要是电力工作过程当中非线性的负载工作导致的，在非线性负载工作的时候，电流经过电力电路当中，会出现电流与电压不成线性关系的情况，最终导致电路当中产生了正弦波，电路当中的正弦波会随后产生谐波，对电力计量装置产生影响。根据法国科学家傅立叶的研究可知，任何正弦波都可以分解成基础波，对电力计量装置产生很大影响。谐波是属于正弦波的一种，根据正弦波的性质可知，谐波可以分解成偶次性谐波和奇次性谐波两种性质的波，这两种波在三相系统当中是对称关系，偶次性波会被消除，这样在谐波当中就会只有奇次波的存在，变频器当中只存在奇次性波。在三相系统当中，奇次性波比偶次性波的危害更大，对电力计量装置的影响也更大。

3 变频器谐波对电力计量装置的影响

在电力工作当中变频器和电力计量装置都是非常重要的设备，这两个装置在电路上缺一不可，电力系统要想更好的运行和工作，我们就必须了解变频器在工作的时候对电力计量装置产生哪些影响，在运行过程当中会出现哪些严重的问题。只有这样，才能研究出更好的变频器，解决谐波对电力计量装置的影响。

3.1 谐波对变压器产生的影响

在电力工作过程当中，一般变压器和变频器都是在一起工作的，变频器在工作时有电流通过就会产生谐波，这种谐波在一定程度上会影响到变压器的正常工作。在电力工作的时候，变频器产生的谐波严重时会导致变压器工作中断。在电力工作当中，电流通过各个设备的时候在各自的设备中都会产生磁场，两个相连的设备就会产生不同的磁场，在电力工作时，这两个磁场就会相互叠加和干扰，造成变压器工作不稳定，导致变压器当中的电流波动，导致变频器产生更严重的谐波，严重影响到了变压器的工作环境，会让变压器的环境温度上升，严重缩短了变压器的使用寿命。

3.2 谐波对电流表产生的影响

在电力工作当中，谐波的产生最主要的是变频器谐波。变频器在电力设备当中是产生谐波最严重的一个设备，逆变器产生的谐波对电力计量装置当中不同的测量仪表有着不同的影响，同时也影响了电力当中的电力稳定性。在电力工作的时候，对电力计量装置影响较大的是电流表。电流表在电力工作测量数据的时候用的是正弦波，变频器在电力工作时候产生的谐波也是正弦波，这两种波在工作的时候会相互干扰，造成电流表测量数值不准确，严重影响到了电力工作中数值测量工作的进行，所以为了保证电流测量值的准确性，我们就应该对变频器进行更好的改进和研究，保证变频器不会对电流表产生影响。

3.3 谐波对电能表产生的影响

现在我国所用的电能表还是以前比较传统的产品，传统电能表主要是根据基波的原理设计的。传统电能表除了基波，还配置有高次的电压和电流。这两个设备产生波的原理不同，变频器产生的是谐波，电能表产生的是基波，这两个设备相互影响比较严重。电流工作当中，变频器在工作的时候，电压和电流的铁芯部分是非线性的，非线性的铁芯会改变波形，但是铁芯的磁通并没有随之改变，在变压器当中，巨大的电压和电流流经电能表的时候，会出现电磁转矩和平均功率不能保持正比关系的情况。简单来说，就是电能表在变频器产生谐波工作的时候，电能表不能把不同频率的电压和电流产生的电磁矩进行有效叠加，电能表不能进行有功电能的计算，所以造成电能表测量时的误差，同时在电能表工作的时候产生过多的热量，影响了电能表的使用寿命。

4 结束语

本文分析了变频器的谐波对电力计量装置的影响，大致叙述了变频器产生谐波的原理及过程，但是要更好地解决变频器谐波问题，仍需要我们投入更多的资金与精力，为电力事业作出贡献。

参考文献

[1]林海燕.变频器谐波产生的原因与抑制措施[J].江西科学，2012（02）：238-239，248.

[2]范继亭.变频器谐波对电力计量装置的影响[J].中国电子商务，2014（09）：294.

〔编辑：王霞〕