用户谐波对电能计量的影响和抑制

李德新

摘  要：电能计量会受到谐波的影响，不仅会降低电能计量的精准度，还会对电能质量造成污染。因此，为了提高电能计量工作的水平，要及时找到谐波的源头，在电能计量设备上采用消谐装置，创新现有的电能计量方式，以减少谐波对电能计量造成的影响。该文就用户谐波对电能计量的影响进行研究，以期提升电网运行的安全性和稳定性。

关键词：用户谐波源;电能计量;影响和抑制

中图分类号：TM93              文献标志码：A

随着我国电子行业发展水平的提升，人们对电能计量的重视度也在逐渐提升。因此，在进行电能计量时，要减少电弧炼钢炉、电力电子频调对电网运行造成的影响，对电网进行干扰，避免电网出现畸变。另外，当电网中谐波数量超过规定标准时，电能的正常供应就会受到影响，严重的甚至还会污染电力。

1 电力计量的现状

随着我国经济发展水平的提升，人们对电力计量的重视度也在逐渐提高，电网覆盖范围逐渐扩大，电子技术发展水平也随之提升，大量电力电子调频等加入到电网中，这种情况在一定程度上加大了对电网的负荷，对电网正常运行造成了非常大的干扰，电网正常运行受到干扰之后， 电网的正弦波形的单一性就会受到影响，当正弦波是基波的整数倍时，就会产生谐波，谐波就是正弦波分量，当电网中谐波数量超过一定数量时，电网的正常运行就会受到影响。电网在对用户进行供电时，采用的供电方式一般为三相正序正弦波形，电网运行过程中用户会产生谐波源，谐波源会寄生在电能的正弦基波上，一般这些谐波都是高次谐波，高次谐波对电能造成的影响非常大，严重的甚至还会对供电设备的运行造成影响。因此，在进行电能计量时，要采用电能计量装置对电网諧波进行检测，并且在这个过程中还要对检测数据进行计量，以保障电网运行的稳定性不会受到影响，在电网运行时，一旦电力受到谐波的影响，电能的质量就会下降，为了保障电力正常供应不会受到影响，就要对用户谐波进行有效的抑制，避免出现电力资源浪费的情况。

电网运行时如果受到谐波的影响，就会增加电网运行事故出现的概率。因此，必须要采取一定的防御措施，防御措施没有做到位的话，电能计量值就会降低，电网就会出现断电的情况，一旦出现这种情况，电力设备就会受损。当电网的计量值低于实际电网，就会降低电网运行的经济效益。近几年我国很多冶炼化工厂纷纷迁至内地，这种情况不仅会给内地电网造成污染，甚至还会增加电线的损耗，给用电客户和供电企业的正常运行造成严重的影响。基于这一原因，必须要对电网进行严格的监控，对谐波进行重点监控，并且针对谐波出现的原因制定科学的解决措施，并采取科学的电力计量方式，有效提升电能的质量，避免出现电能流失情况。

2 用户谐波对电能计量造成的影响

在对电网线损进行计量时，可以发现我国部分供电局的线损已经高达27%，这种情况给电网正常供电造成了阻碍，严重的还会导致部分地区出现断电的情况。在对出现线损电网的电力用户进行排查时，可以发现电网出现线损异常情况的主要集中在部分冶炼用户上，在对冶炼用户的电量计量装置进行检查时，可以发现计量装置并不存在窃电的情况。计量装置的计量互感器没有出现接线异常的问题，计量表没有出现异常的情况，在对计量表进行检验时，可以发现计量表没有误差，其二次电流和电压均处于正常状态，经过排查之后可以发现是由于机电式无功电能表和有功电能表达到了更换器，在更换电能表之后，冶炼企业的电能计量误差恢复正常。

3 用户谐波对电能计量造成影响原因

对用户所产生的谐波进行分析，电压总畸变率超标，3次电压谐波以及3次、5次等高次电流谐波超标。这是影响电能计量的主要原因，按50 Hz设计的电能表不能有效对高次谐波特别是正向谐波分量进行有效计量，而负向脉冲分量则会抵消相应的基波分量，全电子式电能表将负载（谐波源）消耗的基波有功电能和谐波源向电网返送的谐波有功电能（被污染的电能）进行了代数相加，使得记录的能量比负载消耗的基波有功电能量还要小，这是全电子式电能表计量原理上的不足之处。

4 减少用户谐波对电能计量造成的影响的措施

为了防止电能计量误差和防止谐波污染电网，采用3种方式进行治理。1）要求炼钢厂加装静止无功补偿装置利用快速可变的电抗或电容，改善电能质量、限制过电压和增加系统阻力等，防止谐波进入电网。2）改三相三线为三相四线计量方式，降低负序误差。3）采用三相四线基波电能表计量，滤除高次谐波对电源基波的干扰。经过对炼钢厂的谐波改造，该条线路的线损立即降至10%以下。

5 用户谐波影响电能计量的误差原理

电网谐波的产生对于电能计量很容易产生相应的影响，电能计量偏差具体成因如下：在正常的工作状态下，电网电压与电流的构成形式为120°的相位差正弦波，1个设备的电能参数的构成要素有很多，如基波电压与电流、负序电压与电流、谐波电压及电流、基波以及谐波功率等。现在我国冶金化学行业在不断发展，同时家用电器设备数量越来越多，同时也对于供电以及计量稳定性提出了更高的要求，因而无法避免，电网非线性负荷与冲击性负荷也在不断增加，其中电力机车与电解设备以及电弧设备、轧钢设备都是重要的原因，在电网系统的运行过程中，直接在电压电流正弦波上叠加了谐波与负序脉冲，即会使电压与电流产生畸变问题，转化为高次谐波的正弦载波。在这种情况下，谐波与负序脉冲即会对电网的运行造成影响，从而对于用户的用户设备造成一定的干扰，在严重时甚至会造成用电器损坏。

经过一定的实地填街塞巷，针对多个厂家生产的电能表进行对比，并加入了有谐波源用户计量因素，分析了相应的计量数据，得到结论，基波电能表与普通的电子电能表相比，其可能会多计用电量6%左右。因而为了提高计量准确度，即在会产生谐波源的用户端进行了设备改造升级，改换为基波电能表，从而有效地减少电能损失。与此同时，该单位也向计量中心下达变电站电能质量监测方面的相关指标，将谐波源用户进行必要的监测也已经成为了日常的工作，对于部分谐波超标问题较为严重的用户，则责令进行必要的整改与治理。对于新上或改扩建过程中，未来可能会产生谐波的用户，则需要将谐波治理方法纳入到审查方案设计当中，待验收合格后方可运行。经由以上措施的采用，电能计量精度得到了有效地提升，保证了供电企业的经济效益。随着技术的发展与成熟，谐波问题也将会得到进一步解决。

6 结语

综上所述，在进行电能计量时，要明确用户谐波点对电能计量造成的影响，找到谐波源，并采取针对性的措施，以便减少电能计量时出现的偏差。另外，还要创新现有的电能计量方式，以避免谐波对电网造成污染，对谐波进行实时检测，一旦谐波量超过规定的标准，就要及时采取措施对谐波进行过滤处理，以保障正常供电不会受到影响。

参考文献

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