關于電力系統諧波對電力計量的影響分析

廣東電網有限責任公司湛江供電局　林　廷

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關于電力系統諧波對電力計量的影響分析

廣東電網有限責任公司湛江供電局林廷

【摘要】在電力系統中，諧波可以說是影響電力計量準確性的一個重要因素。本文對電力諧波對電力計量的影響進行了分析，并在此基礎上提出了應對策略，希望對電力計量工作能夠有所借鑒。

【關鍵詞】諧波；電力計量；應對策略

1　引言

隨著經濟社會的高速發展，我國的人民生活質量和工業生產水平也取得了很大幅度的提高，但這同時也造成了對能源的需求越來越大，而電能作為當前我國應用最為廣泛的能源之一，確保其正常供應無論對生活、生產還是工作都具有重要意義。現實中，要保障電力的正常供應，首先要做的就是確保電力計量的準確性，否則就可能會給電力企業和用戶造成經濟損失，不利于電力事業的長遠健康發展。

在電力系統中，諧波可以說是影響電力計量準確性的一個重要因素，因為諧波不僅會給很多電力裝置帶來危害，而且還會使電力計量裝置產生誤差，因而解決諧波影響一直是我國電力企業工作的一個重點。筆者結合自己多年的工作實踐經驗，就電力諧波對電力計量的影響進行了分析，并在此基礎上提出了應對策略，希望對電力計量工作能夠有所借鑒。

2　當前電能計量過程中存在的問題

在當前我國的電力計量工作中，已經開始普遍采用全能計量方式，這是一種求基波電能和諧波電能代數和的方式。但采用這種方式進行電力計量時存在一個顯著缺點，即當負荷是線性而供電是非正弦時，采用這種方式計量得到的結果往往會存在一定的誤差，可能造成電力用戶繳納超過其實際使用電量的費用。此外，當負荷是非線性時，負載同時也會產生諧波，而這部分諧波功率就有可能倒流入電力系統中，因為此時需要計算基波電能與諧波電能相減的部分，所以造成應用全能計量方式時也會影響到電力計量的準確性。總之，不論負荷是線性的還是非線性的，電力系統中的諧波都會給電力計量的準確性帶來不利影響，必須采取一定的技術措施來降低這種影響。

3　諧波對于電力計量影響的分析

在實際工作中，電力諧波對電力計量的影響表現為多個方面，我們通過對這種影響進行分析、總結和歸納，可以將其主要分為以下三個方面：

(1)電力諧波對于電能計量裝置誤差的影響。

電力系統中有時不可避免地會產生諧波，而諧波會對電力計量裝置造成影響，使其產生電磁轉矩，從而就對電力計量裝置的準確性帶來了不利因素。以電磁感應式電能表為例，因為該裝置中同時存在基波和諧波，而諧波又會使裝置中的電壓線圈以及旋轉盤的阻抗發生變化，進而導致磁通量也隨之改變，所以才會造成計量裝置出現誤差。

(2)電力諧波對于全電子式電能表的影響。

現階段，全電子式電能表也開始逐漸得了推廣和應用，這種裝置的一個最大優勢就是可以根據電壓和電流的瞬間值來進行數值計算，計量效率很高。而諧波是從負載流向電網的，此時如果使用全電子式電能表記錄的就是基波有功電能和諧波有功電能的總和，所以造成計量得到的結果要大于負載實際消耗的電能，進而產生誤差。此外，電能表工作的環境溫度以及外界的電壓、電流和頻率等也會給電能表的數據記錄造成影響。

(3)電網中的諧波對互感器的影響。

基于電能與電流幅值、諧波電壓幅值以及相位差的關系進行分析，能夠得到以下兩個方面的結論：1)如果電力系統中安裝有電磁式互感器，而且此互感器產生的諧波頻率<2kHz，那么電壓互感器的二次側電壓就會變小，相位則會出現滯后；如果電力系統中安裝有感應式互感器，那么一旦系統中的諧波次數>25次，則電能表就可能會失去正常的計量功能甚至完全不計量。2)如果電力系統中安裝的是電子式互感器，則諧波對電能計量結果的影響就是通過影響電能表的工作來體現的；如果電力系統中安裝的是電容式互感器，那么一旦二次側諧波電壓大于或等于諧波電壓的三倍，就會使最終的電力計量結果出現較大誤差。

4　減少諧波對電力計量影響的策略探討

通過上文對電力諧波對電力計量影響的分析，我們可以從以下幾個方面考慮來降低這種影響：

(1)加大諧波監測和治理力度。

既然諧波會對電力計量造成不利影響，那么降低這種影響的一個首要方法就是加強對諧波的監測和治理，從而從源頭就對這種影響加以控制。具體而言，對有諧波源接入的裝置應該

加裝諧波監控系統，通過對諧波產生情況的實時分析和監控來為后續的諧波治理工作提供依據。此外，還可以通過對電力系統的科學規劃來盡量消除諧波影響，如可以對想經高壓接入電網的諧波含量超標用戶實施一票否卻，并在電力系統的規劃建設方案中就提前做好諧波抑制措施。

(2)科學確立電能計量方案。

對于諧波源用戶來說，可以在遠離諧波源的位置設置計量點；而對于產生諧波較重的電廠或用戶，應該盡量選擇那些諧波含量較小的線路作為計量點。此外，還應盡可能選擇精度高、可靠性高并且對諧波影響具有一定抑制作用的電能表作為計量表。

(3)進一步研究諧波解決方案。

當前電力系統的發展速度很快，這一方面滿足了人們的生產和生活需求，但同時也使得電網的諧波污染更加嚴重，必須加強對諧波影響解決方案的進一步研究。

以上幾種應對諧波影響的策略既可以單獨使用，也可以聯合使用，應該針對具體電力系統的特點以及電力計量工作開展過程中發現的問題進行靈活選用。

5　結束語

總的來說，電力系統諧波對電力計量的影響是多方面的，我們要想降低這種影響，就必須也從多個方面入手，除了應該高度重視電力諧波的治理之外，還應該針對電力諧波與電力計量的特點，從理論和實踐兩個方面探討綜合解決方案，以保障電力計量的準確性，從而為實現電能供應質量的不斷提升打下堅實的基礎。

參考文獻

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