淺議電力計量中電力諧波的影響與措施

鄧國學

(國網寧夏電力有限公司石嘴山供電公司，石嘴山 753000)

0 引 言

我國在電力計量的理念上不斷創新，認為該項工作是最基礎、最重要的組成部分，一定要對電力計量的效率、質量不斷的優化，確保在電力諧波的影響力方面降到最低。但是，隨著電力計量的設備設施不斷更新，電力諧波也會發生相應的變化，按照單一的措施、單一的方法并不能得到卓越的成績，因此在預防的工作上需要進一步的改善。

1 諧波的概念

電力系統的設計和優化方面正不斷的朝著理想化的系統來打造，理想條件下的電力系統運行，電壓和電流的波形都要表現出工頻正弦波形。但是在實際的電力系統塑造過程中，非線性負荷的影響是比較大的，電網當中的電壓、電流波形都會因此發生轉變，造成偏離正弦的情況發生了較大的畸變問題。畸變類型的波形出現，可以通過一系列不同品類的正弦函數的和來表示。諧波就是非基波頻率的各次波。諧波的出現主要是電弧焊、電焊機、化工等設備產生的，也有一些諧波是通過非用電設備所產生的。所有能夠產生諧波的設備、系統都被稱之為諧波源。

2 諧波對電力計量的危害

2.1 對旋轉電機的影響

諧波的出現基本上是必然的情況，但是諧波的大小變化會對具體的影響產生較大的變化。諧波的電流如果是流過了發電機，則會在發電機端造成諧波壓降的問題，導致發電機端的電壓波形表現出較為嚴重的畸變問題。諧波電流的影響范圍非常大，針對電子繞組的損耗增加，對轉子回路的損耗也會大幅度的提升。諧波對旋轉電機造成的各類影響當中，還會因為各類設備的頻率表現出大幅度的升高現象，最終造成磁滯的損耗增加、渦流的損耗增加。諧波長期的影響下，導致轉子表層的流動受到很大的影響，對于轉子套箍、槽楔表現出嚴重的發熱現象。旋轉電機在電力計量設備中是比較基礎的組成部分，長期表現出發熱的問題后會造成較為嚴重的燒毀現象，屆時對于電力計量的正常運轉產生非常大的破壞。

2.2 諧波對變壓器的影響

變壓器的運行過程中需要高度關注，所有的電力計量設備都與變壓器存在密切的關系，想要在工作效率、工作質量上進一步提升，必須充分掌握好變壓器的具體情況。諧波電壓的發生會導致變壓器的磁滯損耗大幅度的提升，在渦流的損耗上也不斷的增加，導致絕緣材料承受的電氣應力高于正常的狀態。諧波電流的出現是另一種非常嚴重的安全隱患，它會直接造成變壓器的銅耗表現出持續性的增長狀態，而且直接造成鐵芯產生的附加振動不斷的變大，造成的附加噪音問題是非常嚴重的，對于附加的相關損耗問題也不斷的加重。諧波針對變壓器造成的影響不容忽視，如果變壓器存在嚴重的安全事故、運行故障，必定導致電力計量裝置不夠準確，同時在各類數據、信息的統計過程中沒有辦法得到準確的結果。針對供給不對稱負荷的變壓器，如果在負荷的電流當中表現出直流分量的現象，則會直接促使變壓器磁路的飽和度出現突然性的大幅度提升問題，導致交流勵磁電流諧波的分量也會因此而不斷的提升，這對于變壓器造成的破壞是非常嚴重的，根本無法在短期內得到快速的解決，因而電力計量裝置也會出現較多的隱患。

2.3 諧波對電能表的影響

電能計量儀器的運用方面，感應式電能表的應用是非常普遍的，同時在電能的計量準確度提升具有很好的效果。但是，該類型電能表對于諧波功率的應對并不理想，感應式電能表針對諧波頻率有負的頻率誤差特性，非線性的符合是諧波的源頭之一，當諧波問題發生以后，通過正弦電壓供給非線性負荷的過程中，感應式電能表針對諧波消耗的功率計量表現出嚴重不足的狀態。諧波源的影響也是非常大的，諧波源的影響過程中，電能表記錄的內容主要是基波電能扣除的一小部分的諧波電能。最終的結果就是諧波源造成的電網污染非常嚴重，但是反而導致用戶在電費的數量上出現了較少繳納的現象。諧波對電能表造成的影響非常大，最主要的問題就是導致電能表的計量數據不夠準確，很多數據和信息的應用都不符合實際情況，如果此時繼續任由諧波源的影響，將很有可能導致國家電力資源的損耗不斷增加，沒有繳納應有的電費時，必定會造成電力系統的嚴重故障，為后續的維護和更新過程中也會由此產生非常多的隱患和經濟損失，這些都是難以估量的。

3 電力諧波的防范措施

3.1 加強現有諧波源的管理

電力計量工作的開展過程中受到電力諧波的影響非常大，想要在長期的防范效果上進一步提升，必須在現有諧波源的管理力度上不斷加強，這樣才能促使各方面的工作開展得到較多的保障，在隱藏問題的解決過程中取得更好的成績。諧波源的管理過程中，可以建立健全諧波源的技術檔案信息，尤其是針對諧波源的容量、諧波源的參數、諧波源的形式等等，這些數據和信息的記錄能夠在諧波的防范過程中取得更好的指導效果。有關電容器的參數、濾波器的參數也要詳細的記錄，在諧波設計的計算值、實際測量數值方面進行充分的掌握。諧波源的管理難度并不低，而且涉及到的數據和信息也非常的雜亂，這就要求電力企業在計量的長期管控上采取科學的思路來改善。

3.2 加強客戶標準治理

諧波源的出現并不是偶然的現象，而且諧波源的數量和類型非常多，想要在具體的治理效果上得到更好的創新，必須按照“誰干擾、誰污染、誰治理”的原則來完成，堅持在客戶標準治理體系上不斷的優化。諧波源產生的諧波電流，或者是公共連接點的諧波電壓超出了規定的數值以后，就需要結合地方的實際情況來治理和調整，必須給出治理的明確期限，否則在供電企業的管理過程中采用“中止供電”的方法來強硬的控制，避免造成電力計量的問題繼續擴大，要堅持在諧波源的綜合治理手段上進一步的提升。

3.3 加強新設備的運用

關于電力諧波的預防和整治措施還要在新設備的運用力度上做出更好的提升，在細節工作上不斷的創新。把好投運關，對具有諧波源的客戶在申請用電時，根據諧波源和系統公用電網參數，進行諧波預測計算，對于超出允許值的客戶，需采取限制諧波的措施，與用電設備同時投運，也就是說，對客戶工程同時設計、同時施工、同時接入電網。新設備投運后，進行諧波實測復核，合格者才允許接網運行。

4 結束語

電力計量工作的實施過程中會受到諧波的影響，但是不同區域的諧波表現存在很大的不同，所以無論是防治措施還是具體的整治手段，都要對諧波源的表現以及諧波具體產生的影響范圍做出更好的優化，這樣能夠在電力計量的可靠性、可行性方面取得更好的改善。電力諧波在近幾年的產生數量上不斷的增加，諧波電壓、諧波電源的影響都沒有辦法快速的消除，導致地方電力計量的嚴重損失。未來，針對諧波治理的技術、治理的設備要進一步的革新，結合客觀情況的動態變化來做出科學的解決，實現電力計量的科學水平提升。