有關中頻諧波對電力計量裝置影響的分析

劉先宇

（國網黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司，哈爾濱 150010）

諧波是電力系統中的一種特殊的干擾現象，近年來，隨著工業的不斷發展，中國正逐漸向“世界工廠”發展，但是，在工業飛速發展的同時，環境也在急劇的惡化，而電網中諧波是對電網環境污染最為嚴重的一種，對電力計量裝置影響非常嚴重，電網諧波問題逐漸成為世界關注的焦點。

1 諧波

諧波是指對周期性非正弦電量進行傅立葉技術級數分解，不僅要得到電網基波頻率相同的分量，而且還要得到一系列大于電網基波頻率的分量，這部分電量被稱為諧波。諧波來源：電力系統中的諧波來源于多方面，包括：輸配電系統產生諧波、電源產生的諧波（其中電源產生的諧波主要是因為電源質量差）、用電設備產生諧波（主要是晶閘管整流設備產生諧波）、電力系統中的變壓器正常運行也會產生的諧波。

2 諧波現狀

我國的電網諧波污染呈加速增長趨勢，非常嚴重，主要涉及一些大型的化工廠、電力企業以及大型鋼廠等，這些企業的諧波污染不容樂觀，每年都會源源不斷地注入電網，使得電能質量不斷下降，電量的損失不容樂觀，1993年，國家頒布了公用電網諧波國家標準，必須把電網諧波含量控制在國家的標準范圍之內，及時地對諧波進行治理，減少諧波給人們帶來的損失，并把諧波損失的電量記錄下來。

3 諧波對電力系統的危害

第一，諧波會引起串聯諧振及并聯諧振，將諧波放大，產生危險的過電壓或者過電流。第二，諧波會干擾通信系統，使傳輸的信號質量降低，損壞通信設備。第三，增大輸電設備和供電設備的額外附加損耗，使設備運轉不正常或不正確操作。第四，使電氣設備絕緣老化嚴重加速，縮短其使用壽命。第五，會引起繼電保護和自動裝載機誤動甚至拒動，易造成系統事故，嚴重威脅工作人員的人身安全。

4 中頻諧波在電力計量裝置中的應用發展

4.1 諧波在電力計量裝置中的應用

電力計量裝置在諧波的影響下，主要分為幾種：一種是提高電表功率的反應能力、純基波計量方式，也就是忽略或者過濾諧波，將電表的抗干擾能力大大提高。還有一種就是先對基波功率和諧波功率進行區分，再進行分別計量。

4.2 諧波在電力計量裝置中的發展方向

我國目前的電力計量方式主要為全能計量方式，該方式計量的準確性較高，但是如果系統受到了諧波的干擾，該計量方式則會出現將誤差擴大的現象，嚴重影響電力系統的發展，給電力企業帶來嚴重損失。為了防止類似情況發生，我們必須采取有效的措施進行預防，經過研究發現，未來的計量表的發展將是諧波與基波進行分離，然后分別進行測量，比如現代技術研制出的諧波電表。該電表可以對諧波的干擾進行準確的測量，但是由于種種原因，目前此種電表還未完全推廣，應用不是很廣泛。

5 中頻諧波對電力計量裝置的影響

5.1 對感應式電能表的影響

目前我國大部分地區使用的都是感應式電能表，感應式電能表是以基波為基礎設計的，在電流和電壓不變的情況下，頻率發生變化的同時電壓線圈阻抗也會發生相應的變化，造成電壓工作磁通發生改變，影響電能表測量的精確度與準確性。

5.2 對全電子式電能表的影響

電子式電能表功能齊全、準確性高，在未來的一段時間內將會取代感應式電能表，全電子式電能表對于不同的被測型號波形會產生出不同的反應，對諧波的總平均功率和負載基波進行準確的記錄。但是，如果有諧波的干擾，就會使電能表所記錄的電能量小于負載實際消耗的基波功能，因為全電子式電能表需要加總諧波有功電能和基波有功電能，所以難以進行準確的測量。

6 降低諧波對電力計量裝置影響的有效途徑

第一，可以將諧波源判斷和識別技術應用到電力計量裝置中，通過一些諧波源辨識和檢測方法來準確地計量用戶吸收和發出的諧波功率。

第二，在諧波源處安裝濾波器，就近吸收諧波源產生的諧波電流。諧波治理主要采用無源濾波裝置和有源濾波裝置，具體如下：A.無緣濾波主要是將用電抗器和電容器串聯起來，組成L C回路，將其設定在需要濾除的諧波頻率上，以此達到濾波的目的，這種方法成本低，用戶也樂于接受。B.有源濾波：有源濾波裝置主要是依靠無緣濾波裝置發展起來的，其是由電力電子元件組成的回路，但是其成本較高，因為受到額定電流發展的限制，所以一般用戶不愿意選擇這種濾波方式。

7 結語

近年來，由于電網的迅速發展，諧波的治理也逐漸成為人們關注的焦點，諧波實際上屬于電力系統中一種不可消除的因素，只要電力系統運行就不可避免地會產生諧波，因此諧波對電力計量裝置也不可避免地產生著影響，給電力系統帶來較大的經濟損失。

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