電力計量中電力諧波的影響與有效措施

王雷

摘 ? 要：電能是一種重要的資源，它在社會生活發展中扮演著越來越重要的角色，人們的日常生活與生產都離不開電能的使用，電能在社會經濟的發展中變得越來越重要。廣大電力企業對電力的計量過程，與供電方和用電方有直接的利益關系，其中電力諧波對電力計量的準確性非常重要。該文對電力計量中電力諧波的影響和措施做了詳細的闡述，目的是為電力企業的工作人員提供參考。

關鍵詞：電力計量;電力諧波;運行機制;整體結構

中圖分類號：F407 ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著電力建設事業的快速發展，中國的電網覆蓋范圍逐漸上升，電能對人們的生產生活來說非常重要。而在電力企業的日常運行中，不可避免地會產生電力諧波。電力諧波有較大的危害，其中最直接的影響就是干擾電力計量工作，使其準確性下降。而電力計量工作在電力企業的全部工作中占有重要地位，電力計量數據的不準確，也會直接影響整個電力企業的經濟效益。電力企業要想對電力諧波做好有效的控制，避免它對電力計量的結果產生不利的影響，技術人員必須從認真分析電力諧波產生的角度出發，判斷電力諧波對于電力計量裝置影響的規律，同時研究電力諧波影響下電力計算的相關技術，強化對電能計量表的管理，只有這樣才能使用戶的體驗更加便利，電力企業也能繼續維持經濟效益。

1 電力諧波

1.1 什么是電力諧波

在電網的正常運行中，和工頻頻率不同的部分就是電力諧波。電力諧波主要有2種形式，分別是有功功率與無功功率。有功功率在電力系統的正常運行中起著直接的作用，在濾波條件下，無功功率可以對電網的研究工作起到參考功能。

電網中電壓波形和電流包括的諧波程度不同，因此不屬于正弦形式。諧波主要有諧波電流、諧波電壓與諧波功率3種存在的方式。在電網電力正常的運行過程中，如果出現很多的諧波，就會降低電能生產力水平，影響使用效率，這樣就會導致浪費電量，出現電氣設備升溫與大量噪聲，整個電網會產生一些故障。這些故障如果引起局部串聯或并聯諧振，就會將電氣設備燒毀，直接對整個電網系統的正常運行造成影響。

1.2 電力諧波的主要來源

電力諧波的主要來源分別是輸配電系統、發電源質量較差和用電設備。首先是輸配電系統。在輸配電系統中，產生諧波來自變壓器，與變壓器的結構設計有很大的關系，通常情況下，諧波電流的增加常常是由于鐵心飽和度的提高。其次就是發電源質量較差。電力發電機里面的三相繞組比較難對稱，而且鐵心是不規則的設計，所以就會出現很多的電力諧波。再次就是用電設備，一部分諧波就是來自用電設備。中國有一些企業也存在諧波污染的情況，尤其是變頻電源的使用。諧波的增加對用戶有很多不利的影響，例如會加快變壓器的折損速度，也會增加額外的電費繳納。

2 電力計量中電力諧波的影響

2.1 對電感電表的影響

在電能的使用過程中，電感電表和磁感效應能進行聯合，這樣借助這種聯合，就產生了一種推動器件運轉的力量，這種情況才可以對電力計量工作準確完成。因為電壓線圈的運行，產生2種電流磁通結構。第一種是穿過鋁盤通過回磁板形成工作磁通，第二種是不穿過鋁盤，借助兩側作用形成磁通。由于電壓線圈與電流線圈產生的屬于交變磁通，通過不同的位置穿過鋁盤，也在不一樣的位置產生相應的感應電流，導致鋁盤運行結構和轉動效率都發生了改變。這時鋁盤與內部負載參數就成正比，電力諧波和基波間產生疊加，就會產生電壓畸變，這會使電感電表的誤差率得到有效降低。所以，諧波在電量計量中會對電表的準確性產生不良的影響。

2.2 對電子式電表的影響

電子式電表有很多優勢，尤其是與其他電表比較，其精確度會更高，誤差也會更小。但是誤差小不是一成不變的，在有些情況下誤差會提高，那就是電子式電表以基波計量為標準進行設計時，這種情況的誤差甚至會超過其他類型的電表。大部分電網人員利用乘法器和A/D測試結構，使用這種技術可以很好地區分輸出顯示數據，通常把50 Hz看做是重要的借鑒數據。在電子式電表的檢定原則里，允許電壓電流產生一定的誤差，不過諧波的干擾還是會導致誤差超過整個波形計量的極限值，最終出現失真現象，導致乘法器計算的結果不準確。

3 電力計量中對電力諧波的處理措施

3.1 合理地運用電力諧波

當下，在電力諧波作用中，有3種電力計量的劃分方式。1）計量人員可以對電力系統中的諧波做過濾工作，必要時也可忽略不計，將計量電表抗干擾能力提高，只對基波功率進行測量，屬于純基波的計量方式。2）做好有效提升電表功率反應能力的工作，推動電表準確顯示出實際使用的電量，使電量統計變得更加便捷。這種計量方式很好地將基波功率和諧波功率做了整合，之后共同計算，提高了準確率。3）對電能的實際計量統計時，計量人員要認真分辨基波功率與諧波功率，這樣能夠使基波功率與諧波功率的計量變得準確。

3.2 確保電力計量方法的準確性

在實際電力計量過程中，電力技術人員需要將具體測量項目結合起來，最終選擇一種比較合理的對諧波的測量方式，合理化計量電力諧波可以有效地對電網整體的穩定運行提供保障。前面我們說到，其實電力諧波對電網穩定運行也有很大的作用，只有保證數據的準確性，才可以將這種作用最大程度地發揮出來。

通常情況下可以將電能的使用領域劃分為工業用電與居民生活用電2個部分。一般對工業用電進行電力計量時，會使用的電能表是多功能電子式計量表;而對居民生活用電進行電力計量時，一般會用到感應式電能計量表。因此，選擇電能的收費方法也要表現出差異化，這樣才能適合不同的用電用戶類型。現階段電力諧波測量的機制有3種：小波測量、無功功率測量、傅里葉變換方式測量，同時使用濾波器測量可以對數據進行精細化的管理。因此面對不同的用戶，就應該選擇不一樣的測量方式，測量數據的準確，也直接推動計費結構變得更加合理。

3.3 規劃準確的諧波計量的發展方向

現在國內在計量方式的使用上已經變得越來越先進，很多電力企業都使用全能計量。全能計量方式主要是在基波與電力相對穩定的狀態下使用的。如果諧波影響到電力計量系統，同時干擾的程度超出電力計量設備承受的最大限度，這種時候技術人員在電力計量的時候會產生誤差，同時這個誤差比正常情況下還要大。所以為了防止出現這樣的情況，未來計量表的發展方向是將基波和諧波隔離，分別對它們進行計量。電力技術人員要盡可能將電力系統合理簡化，認真分析出現誤差的原因，并將其進行歸類，總結，防止類似的情況再次發生，提高電網運行的效率，這樣才能真正計量出電表受到諧波影響電流的額度。

4 結語

在當前的電力發展過程中，電力系統的運行的過程中不能避免電力諧波的產生，電力諧波有很大的危害，容易破壞電力設備，對電力計量有嚴重的影響，但是也要看到電力諧波也對電力計量技術的發展起到了刺激作用。電力諧波性質與電阻相似，它也不能消除，只能對其進行控制。未來的電力建設，隨著非線性載荷的投入逐漸提高，產生的諧波量也會慢慢升高，大量的諧波對電壓電流造成干擾，影響電力計量的準確性。所以要正確認識諧波，并對它做好有效的處理。

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