关于电力系统谐波对电力计量的影响分析

1.李宝燕 2.王 伟 3.林 澎 2.魏成猛

1.国网山东省电力公司临沭县供电公司 2.国网山东省电力公司郯城县供电公司3.国网山东省电力公司莒南县供电公司

关于电力系统谐波对电力计量的影响分析

1.李宝燕 2.王 伟 3.林 澎 2.魏成猛

1.国网山东省电力公司临沭县供电公司 2.国网山东省电力公司郯城县供电公司3.国网山东省电力公司莒南县供电公司

在社会快速发展的今天，人们的日常生活水平在不断提升，与此同时，人们对于生活服务质量的要求也在不断上升。对于电力企业来说，在日常生产和运行过程中，电力计量的准确性将会受到电力谐波的直接影响。电力企业在进行电力计量过程中，能够形成的准确性将会直接影响企业所能产生的经济效益，而电力计量的精确性更是电网系统进行经济核算的基本凭据。因此电力系统工作人员必须进一步加强对谐波的研究，以保证电能计量的可靠性和真实性以及准确性，己经成为不可忽视的重要问题。

电力系统谐波；电力计量；影响

随着经济社会的高速发展，我国的人民生活质量和工业生产水平也取得了很大幅度的提高，但这同时也造成了对能源的需求越来越大，而电能作为当前我国应用最为广泛的能源之一，确保其正常供应无论对生活、生产还是工作都具有重要意义。现实中，要保障电力的正常供应，首先要做的就是确保电力计量的准确性，否则就可能会给电力企业和用户造成经济损失，不利于电力事业的长远健康发展。笔者结合自己多年的工作实践经验，就电力谐波对电力计量的影响进行了分析，并在此基础上提出了应对策略，希望对电力计量工作能够有所借鉴。

1 电力谐波来源

电力谐波的来源主要以下3个：①输配电系统。变压器是产生谐波的主要来源，与其内部结构设计有关，谐波电流随着铁心饱和程度的升高而增加。②发电源质量较差。比如发电机的三相绕组很难绝对对称，加之铁心设计不均匀，会产生少量谐波。③用电设备。比如变频装置、电弧炉、家用电器、气体放电类电光源和晶闸管整流设备等。对于电力系统而言，谐波主要来自发电设备和用电设备。国内许多工业企业都有着严重的谐波污染，特别是变频电源和直流用电器的使用，使5次谐波和7次谐波含量骤增。其中，损失在小用户中体现地不明显，但对于大功率用户而言，谐波的增加会加速变压器、电动机等的衰老，还会缴纳更多的电费。

2 谐波对于电力计量影响的分析

在实际工作中，电力谐波对电力计量的影响表现为多个方面，我们通过对这种影响进行分析、总结和归纳，可以将其主要分为以下几个方面：

2.1 电网中的谐波对互感器的影响

基于电能与电流幅值、谐波电压幅值以及相位差的关系进行分析，能够得到以下两个方面的结论：1)如果电力系统中安装有电磁式互感器，而且此互感器产生的谐波频率＜2kHz，那么电压互感器的二次侧电压就会变小，相位则会出现滞后；如果电力系统中安装有感应式互感器，那么一旦系统中的谐波次数＞25次，则电能表就可能会失去正常的计量功能甚至完全不计量。2)如果电力系统中安装的是电子式互感器，则谐波对电能计量结果的影响就是通过影响电能表的工作来体现的；如果电力系统中安装的是电容式互感器，那么一旦二次侧谐波电压大于或等于谐波电压的三倍，就会使最终的电力计量结果出现较大误差。

2.2 对电感电表的影响

电感式的电表在工作时，主要是通过磁感应来产生推动器件运行的力矩，进而完成电力的计量。在工作进行过程中电压线圈产生的电流磁通主要有两部分组成，一是，穿过铝盘通过回磁板形成工作磁通；二是，不穿过铝盘，二是通过左右的铁轭来自形成分工作的磁通。由于电压线圈与电流线圈所产生的是交变磁通，经过不同的位置穿过铝盘，就会在铝盘的不同位置形成感应电流，这种情况下，电流与磁场所产生的互相作用就会推动铝盘的运转，负载与铝盘的运转的功率是呈正相关的关系。

2.3 对电子式电能表的影响

电子式电能表有着广泛应用，与电感电表相比，电子式电表的计量误差较小。电子式电能表多采用A/D方式，运行大致要经过乘法器运动、处理器分析和显示输出几个步骤，电表设备运行在国家规定范围内，依据50 Hz标准进行。

3 电力计量中电力谐波的处理

3.1 保证谐波在电力计量过程中应用的科学性

在当前的电力谐波作用下，电力计量主要被划分为以下几种方式：第一，电力计量人员可以对电力系统中的谐波予以忽视或者进行过滤，从而提升电表剂量的抗干扰能力，保证电表只对基波的功率进行测量。第二，有效提升电表功率计量的反应能力，保证电表能够将实际使用的电量显示出来，提升电量统计的便捷性和准确性。该种计量方式将基波功率和谐波功率整合在一起进行计算的，在实际计量过程中不予以区分。第三，在实际计量过程中，工作人员必须保证能够明确划分基波功率和谐波功率，从而保证对基波功率和谐波功率计量的准确性。

3.2 确立谐波计量的正确发展方向

目前，我国采用全能计量的方式，在基波与电力相对稳定的状况下，准确度较高。如果遇到谐波干扰，则干扰程度往往会超过计量设备的极限，甚至出现较大的误差。为了减少误差，在未来的发展中需将基波与谐波进行隔离、分别计量，并对电力系统进行简化，对受到谐波影响的电表计量误差进行建模，对误差形成的原因进行详细分析，从而计量出电表受到谐波影响电流的具体额度。

3.3 顺应谐波电表的发展趋势

随着现代化科学技术的发展与进步，目前，专家根据谐波的特性已经研制出谐波电表。谐波电表，顾名思义，就是可以对谐波干扰进行准确计量的电表。谐波电表是在单片机技术看就开发的前提下研制出来，在研制工程中，科学家采用多种先进的技术，使谐波电表具备了把基波与谐波区别开来，并对两者进行分别计量的功能，而且还实现了有关各项电能的计量功能，

4 结语

电力设备是电力系统的重要组成部分，也是电力谐波的主要来源，因此，电力谐波在电力系统运行中是不可避免的。其危害较大，易损坏设备、形成谐波污染，且对电力计量工作的影响较大，但同时也促进了电力计量技术的提升。因此，要正确认识谐波，并对其进行有效的处理。

[1] 郭凯.谐波对电能计量影响的研究[J].工业b，2015，(32)：15.

[2] 郑业颖.浅议谐波对电能计量影响的分析及对策研究[J].华东科技(学术版)，2014，(11)：156.