电力谐波对电能计量的影响研究程海明

电力谐波对电能计量的影响研究程海明

程海明

（身份证号码：4600281982****4018广西南宁530000）

摘要：在国民经济发展中电能非常重要，电能直接影响着社会生产和人们的正常生活。而电力企业收费的主要的标准是电能表的电能计量。电能表的电能计量数据直接影响着发电方、供电房以及用电方的经济利益。电能表在进行电能计量时会受到电力谐波的影响。本文通过对电力谐波、电能计量受到电力谐波影响的机理、具体表现以及应对策略进行了认真分析，希望为今后电力谐波以及电能计量方面的研究提供有效的参考。

关键词：电力谐波；电能表；电能计量

1电力谐波源的类型及对电能计量的影响机理

1.1谐波源类型

由于负荷与非线性设备都属于谐波源，只是类型不同。具体如下：（1）当出现超负荷用电情况时，则要针对某种形式的功率，采取相应的调整措施。（2）电弧设备。其也为谐波源，具有特殊性。如果此类设备运行，使用的电源为自身调节能力不好的输配电系统，极易产生次谐波。（3）一般来说，当电容器组或者旋转电机，其开关启动，会产生一定的冲击电流，突然涌入到配电系统内，极易产生谐波源。

1.2影响机理

1.2.1谐波源负荷的功率

因为谐波源用户注入公共电网的谐波电能，其和其他用户关系甚微，主要和谐波源自身性能、供电网络有着直接的关系。假设系统只接入1个谐波源用户，在用户正式接入前，谐波源供电母线电源应该为标准正弦波。设谐波源用户应用具体消耗的有功功率是P1；转化成谐波有功功率，其需要的基波有功功率设定为P2，则此类用户从电网中，所吸取的基波有功功率总量为P1+P2，将P2的基波功率进行转化，使其成为Ph谐波功率，并且注入电网。假设功率以流入母线为-；以流出母线为+。由谐波源所产生的谐波电流，其流向母线，负载为电网等值阻抗，此时功率流入母线为-。而谐波源负荷总功率为P1+P2+Ph＜P1+P2。因为经过转化的Ph，其属于有害谐波功率，不仅会污染电网，还会少计电量。

1.2.2非谐波源用户功率

因为在实际运行中，存在的母线谐波电压，使得非谐波源用户功率是P1+Ph，对于Ph的计算，使用公式Ph=3UhIhcosφh，其中，Ih指的是谐波源注入电网的第h次谐波电流；Uh指的是谐波源在母线上所产生的第h次相电压；Ih指的是此类用户接入公共电网位置电网端的等值谐波电阻；Фh指的是谐波电压Uh和谐波电流Ih之间的夹角，夹角范围为90-180°。对此类用户来说，若受到谐波入污染，因为Ph和P1的方向相同，极有可能会多计量。总之，谐波功率的存在，极易引发计量问题。

2电力谐波影响电能计量的具体表现分析

2.1电力谐波影响到电能计量的数据准确性

2.1.1电子式电能表受到的影响

电子式电能表电能在实际使用中计量准确性是存在偏差的，这是因为电能表对不同测量型号波形的响应是不同的。由于正函数的正交性，电流信号或功率电压受影响发生畸变后，会影响电子式电能表的计量准确性。电能计量误差比较小的情况，可以忽略不计。电子式电能表在实际应用时，将会测量电网的电流与电压，这就使二者流入电子式电能表的时候，要依靠互感器转化才行。

2.1.2感应式电能表受到的影响

电能表在正常运行时会产生特定性的频率，这些频率就是研究电力谐波对电能计量数据准确性产生影响的重要依据。在研究分析电力谐波对感应式电能表的影响时，可以通过查看电能表频率响应曲线进行分析。通常情况下，当电流电压的频率范围比较差是，与工频的距离比较近并且为正弦波时，感应式电能表能够给出较为精确的计量数据。如果感应式电能表在正常运行时，电压波形如果不符合电流波形以及正弦波变化的特点，就会使电能计量数据不够精确。

2.2电能计量数据合理性受到的影响

电能计量通过把各次电力谐波以及电力系统基波的电能相加实现的，而各次电力谐波电能的电力负荷的不统一，会让电力负荷有明显不同，并且各次电力谐波的产生方向也不一样。我国电力企业为了有效避免用户终端线性负荷受到电力谐波的影响，都会尽量让用户使用基波电流。基波电流对于电力系统来说，还可以使电网线损降低。但是就目前的情来看，基波电流在用户终端之中并没有得到广泛的推广和应用，终端电力负荷均具有非线性[1]。谐波电流将流向电网系统，这样就会在一定程度上加大电力谐波对电网系统的污染，从而使得电能计量合理性受到将为严重的影响。电网之中的线性负荷电流状态与电压状态和电网电源处的状态是一致的。如果都为正弦波状态，电力用户终端的基波电流消耗量就会增加。但是如果电网电源受到各种因素的影响发生畸变，内阻比较小。这样一来，在线性负荷方面，基波电流和电力谐波有功功率就会增大消耗，从而使得电能表计量数据同电网的实际有功功率之间出现偏差，以致影响到电能计量合理性[2]。

3解决电力谐波对电能计量数据影响的策略

3.1基波电能计量法

根据以上分析可知，电力用户的终端通常都属于线性负荷，这种情况下，如果要降低甚至避免电能计量受到电力谐波的影响，就需要采用基波电能计量法。这一计量方法能够十分有效使电流用户终端的电能计量准确性提升。电力谐波对各种形式的电能表都会产生一定的影响，对于感应式电能表与电子式电能表来说，电力谐波会对这两者的电压回路和电流回路产生滤波，在这种情况下，很多有功功率都属于基波电流的有功功率。所以说采用基波电能计量法能够提升电能计量的准确性。带能表电能计量准确性提升之后，能够有效避免电力用户缴纳过多电费，同时还能够提升供电企业的经济效益[3]。

3.2全能量电能计量法

在电力系统中，电能表的电能计量数量为有功功率，所以说想要提升电能计量的准确性就要提升有功功率计量的准确性。全能量电能计量法能够实现对有功功率的准确性计量。通常情况下，全能量电能计量法主要是在电子式电能表电能计量中应用[4]。在实际应用时要注意，电子式电能表电能计量会用户终端的电流谐波数据进行同一计量，所以说当电力系统中存在的电力谐波过大是，全能量电能计量法并不适用[5]。

3.3科学的选择电能表

带能表的选择对电能计量数据的影响也非常大，所以要根据电力系统运行的实际情况科学的对电能表进行选择[6]。就电力系统之中的同一个计量点来说，如果计量点的电力谐波与国家电网规定的标准不符，超出了标准。那么应该选择电磁感应式电能表或者是多功能电能表进行电能计量。

结束语：

综上所述，我国电气企业主要是以电能表的电能计量为依据开展电费收取工作的，所以说电能表电能计量的准确性直接影响着电力企业的经济效益和电力用户的利益。但是电力谐波会影响电能表电能计量的准确性，所以要对电力谐波进行深入研究，找出有效措施解决电力谐波影响电能表电能计量的问题。

参考文献：

[1]李琳.电力谐波对电能表电能计量的影响分析[J].硅谷，2015，8（04）：195+192.

[2]尹明，庞兵.电力谐波对电能表电能计量的影响探究[J].山东工业技术，2015（18）：166.

[3]朱瑾远.电力谐波对电能计量的影响研究[J].科技与企业，2014（12）：335.

[4]林琳.论电力谐波对电能计量的影响[J].企业技术开发，2015，34（35）：85-86.

[5]王锐，袁静，秦键，杨青辉.电子式电能表谐波条件下电能计量影响分析与试验[J].电测与仪表，2015，52（S1）：65-67.

[6]刘座铭，吕项羽，常学飞，张宗宝.电力谐波对电能计量的影响及治理措施[J].吉林电力，2013，41（02）：32-34.