谐波在电能计量系统计量误差中的影响分析

杜安

摘要：阐述谐波对于电能的计量精度会产生干扰和影响，有效控制和减少谐波会给整个供电系统带来重要的影响，探讨解决在谐波背景下的电能计量系统中的测算和计量错误。

关键词：计量精度；谐波；电能计量

引言

电能计量器材能够直观地显示我国供电单位向用户输送电能的仪器，运用电力计量体系能够如实表现出用户的电能消耗情况，也是电力用户结算的依据和凭证。电能计量系统的计量精度直接关系到国家的实际利益与我国用电量。电能计量体系基本.上是由电量表、电压互感器等部分设备组成。各个本分对于基波基础下产生的差距对总体设计影响不大，但在谐波条件下，各分量会受到或多多少的影响。对谐波基础下的电能计算系统进行更加深层的分析与探讨，能够尽可能的较少误差，从源头上解决双方的合理效益。

1谐波出现的原因

随着我国科学技术的迅速发展，电能的内存与负荷的数目都在不断增加。因此，电网中会产生谐波，影响电力系统电压和电流波形的稳定性。通过研究发现，电力系统中的非线性负荷是产生谐波的主要原因，主要表现在下面几个原因:

(1)发电原因。在发电厂中，发电机三相绕组里不能够对称，在设备的运营制造是也不能够完全满足需求，假如想利用别的方法试图绕过铁芯的做法也实属不易，所以发电机的供电质量就略大，谐波就是在这个基础.上产生的。

(2)输电与配电系统原因。在电力计算体系当中，送电变压器铁芯的饱和很容易能创造出谐波。因为变压器工程的非线性磁化曲线，导致了送电变压器的不能进行正常运行，造成变压器磁化电流波形比较尖锐，从而造成奇次谐波。经过很多次试验，发表明变压器铁芯饱和情况高，磁化曲线的线性度会偏出工作点，容易造成很大的电流谐波;反之，会得到特别大的谐波。

(3)使用电的原因。在我国国民的实际日常生活当中，比较多的是电器原材料是晶闸管。在正常的运用过程中，电气设备很容易造成谐波，特别是晶闸管材料生产的器材。比较多的晶闸管，例如电源开关、充电设备等等，使用这种材料的设备在运用过程中非常容易造成谐波，造成的谐波会对电网的正常运行产生极大的影响。在单相电流电路装置与感性负载连接时，容易产生奇次谐波，并且较高的谐波比例是基波的三倍。与此同时，它还会伴随着电容值的变化而出现相应的变化。

2谐波对电能计量系统的计算误差

电磁感应电表。电磁传感器式电能表就是依据基波原理而进行设计。另外,当一个高次谐波的电流和低次谐波电压的存在时,电能表里面的高次谐波电压线路的阻抗也就会发生了相应的改变,电能表里面的指针也就会发生了变动,从而直接影响到电压和低次谐波电流之间的磁通量。这种状况可能直接导致了对电能仪表测量数据失灵。基波和谐波都必须以相位为基础。但是,在一个波形发生异常改变的情沉下，基于电流和输出的电压都是非线性的磁芯,磁通量不可以随着波形的改变而发生非线性地改变。根据物理学中的电路原理理论,只有当一个电.流和一个电压相互作用于同一频率下时,它们才能够产生一个正确、平均、稳定的功率。在其他现象下，就不可能产生这样的结果。在一个电度表内部的一-个电磁元素导致使得电流频率发生正常改变时，所产生的电压和波形并没有对磁通频率造成任何的影响，这也直接造成了电磁转矩和平均功率两者之间的频率不能直接地形成一个正比,这种情况说明,这种电度表是由于特定频率内的电流存在谐波,而且因为谐波中的电流电压和不同频率而导致谐波造成的一种电能被谐波磁化后成为一个矩形相互叠加的现象,在相互叠加不能造成的情况下，也不可能产生谐波的能量,在这种情况下，电能计量系统的计量误差现象是完全没有解决办法可以做到的。电子电能表。安装在这种新型电能仪表内部信号处理器上的正弦电流系统将在不同频率和相应的电压:下对其数值进行准确的计算和分类,并从数值测量中选择一部分数值样品,用这些测量技术分别对谐波和基波负荷的平均值、当前用电量等数据进行了清晰地记录"。基波在各种用电谐波和功率电流的影响下，会在各个电网上相互地形成不同的运动方式，而且只有当用电负荷中的各种功率谐波都流经到各个电网上,电能量计数表就一定会实时地记录所有用电负荷中的谐波之间所产生的功率谐波和基波之间有功功率消耗的各个详细数值,但是用电负荷的功率和电能消耗要比用基波来实时记录的功率和电能消耗大,这也许就是完全电子式的功率。本文为该表的缺点。这一致命性缺陷的发生,直接地影响了到我们国家供电企业,也对于供电方和其消费者来说是不公平的。以上介绍的是我国在电能测量系统中发生的谐波背景下经常出现的计量错误。除此之外，电能仪表在计量系统中可以发生的计量错误导致其计算结果的原因可能还有很多,如频率、温度等客观因素等等，电能表计量系统的计量误差是由电能计量方法和电压回路零散的交换部分引起的。

3谐波、间谐波影响实验分析

在本文的实验中，我们选取了我国某公司生产的C级产品测试了R46型电能表和0.5级普通电能表。其中，R46电度表和普通电度表为3X220/380V，有功功率常数为6400imp/kWh。 谐波实验中，顶波信号点由FLUKE6100A三相标准电源产生，压基波分量幅值设为220V，电流基波幅值设为0.5A，基频f。为49. 5~50.5Hz。

在实验数据分析中，设定每5s记录一次电能值表，每50计算一个平均值。采用高精度电压、电流采样系统对真值fluke6100A原理进行了仿真，对三相标准电源产生的电压、电流信号进行了采样，如果采样频率fS=6 400Hz， 则采集的每个谐波分析的样本数为N=512。

当尖峰波和频率发生变化时，C类R46和0.5普通电能表记录的电能测量值和理论真值的结果如表1所示。纯正弦和频率变化的实验结果如表2所示。实际记录的电能值和理论真值之间的相位误差比较。

4结语

在正常情况下，谐波背景不仅可能会直接影响输配电和设备的用电量，而且由于电力设备的正常工作也会导致使用者的无功功率值大大增加，除了会增加使用:者的成本和日常生活费用外，还可能会对其他设备零部件造成很大的损坏。计量回路采用新型基波电能表，采用分频技术测量基波电能及谐波电能，实现了增强型非线性负荷接入方式。其中由于谐波引起的计量误差最有可能得到控制或降低，这样就很大程度上维护了供电各方及用电各方的利益。

参考文献

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