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摘要:目前,电力谐波对电能计量产生的不良影响仍然是个科技难题,本文在对这些不良影响简析基础上,提出几点思考,以期减少谐波对电能计量的影响,促进我国电力技术的进一步发展。
关键词:谐波;电能计量;影响;思考
谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍。由于频率是基波频率的整数倍数,我们也常称谐波为高次谐波,对谐波次数的定义为以谐波频率和基波频率之比表达的整数。习惯上,规定电力系统工频为基波频。随着我国电气化铁路建设加快、风力发电和太阳能发电的不断发展等因素,电力网络中谐波含量在不断升高,谐波会使电能计量的准确度产生一定偏差,所以发、供、用三方都必须对电力谐波知识有认识和了解,对电力谐波进行合理控制,减少电力谐波对电能计量产生的不良影响,确保电力网络“清洁”。
1电力谐波对电能表产生的主要影响
1.1谐波对感应式电能表产生的影响
机械式电表是由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器和辅助部件组成,是由交变电压和电流穿过电表转盘产生驱动力矩使之转动带动计数器字轮转动显示电量的,电流小时受摩擦阻力影响、电流大时受惯性影响,即使通过多种补偿调整,误差仍只能保证在±2%以内。感应式电能表的设计是以交流电基波作为基础的,电能表在计量时主要通过磁感应使得驱动元件产生力矩带动计度器计量电能,当系统存在谐波或用户用电设备产生谐波时,加在电能表上的电流、电压是谐波与基波进行叠加后发生畸变的电流和电压,在驱动元件所产生的磁感应也随畸变的电流、电压而不均匀,使得驱动元件上产生力矩突变,从而影响电能表的误差,所以谐波对感应式电能表(机械表)的误差影响较大。
1.2谐波对电子式电能表产生的影响
目前随着智能电网建设加快,现代电子式电能表主要以智能电能表或多功能电能表为主,其结构由计量芯片、微处理芯片、通讯模块等部件组成,除具有精准的计量功能外,还具备本地和远程通信(及时、完整、准确获取用户用电信息)、远程停送电、异常报警、信息传输与交互等功能。电子式电能表是基波和谐波叠加量为基础来计算电能,对线性用户来说,它计量的电能为基波电能与谐波电能之和,谐波不仅有害,且其电能计入了谐波电量[3];而对非线性用户来说,产生谐波并将一部分送入电网,此时电能表计量的是基波电能与谐波电能之差,非线性用户产生的谐波不仅污染电网,还少计了电能。电子式电能表虽说克服了感应式电能表因机械转动、元件磨损、倾斜度等的影响,但也有不合理之处,目前主要是通过电能取样的区间频率分析,改善电能信号处理的方法,使谐波在计量中有被检测,并能进行二次和多次谐波的计量。
2减小电力谐波解对电能计量影响的思考
针对电力谐波对电能表这一主要计量装置产生的不良影响,我们可以思考从以下几方面来减小其影响。
一是加大谐波监测和治理力度。对现有电网和主要谐波源加以重点监测,在有谐波源接入的变电站安装电能质量实时监测装置,组建谐波监控系统,实时分析掌握电网谐波情况,根据谐波污染情况及时治理;科学规划,避免谐波源一点接入,可研和规划设计严把准入关,对于想经高压接入电网的谐波含量超标的用户一票否决;严把业扩报装关口,严格审核用户负荷性质,对于非线性用户必须在方案中明确谐波抑制措施,且不通过验收不予接电[5]。
二是科学确立电能计量方案。针对谐波源用户来说,远离谐波源设置计量点,对于产生谐波较重的电厂或用户,尽量选择谐波小的线路端作为关口计量点,降低谐波对计量装置的影响;选用高精度、高稳定性和高可靠性的多功能电能表作为关口计量表。
三是进一步研究谐波解决方案。电气化铁路建设、风电和光伏发电等项目建设加快,电网污染也越来越严重,寄希望于有更好的谐波治理解决方案出来;希望电能计量装置特别是电能表在合理计量谐波电量和抗谐波计量方面有更大科技进步。
3结束语
电力谐波是由于电网中电力设备所产生的,是不可能完全避免的问题,它作为一个不可完全消除的因素,给电能计量带来了较大的不良影响,因此供用电双方均应关注如何科学合理地对电力谐波进行控制。这也要求科技人员不断进行相关技术的研究与创新,克服与减少电力谐波给电能计量造成的不良影响。
参考文献
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[4]魏方兴.刍议电力谐波对电能计量影响[J].中华民居(下旬刊),2013,6(11):158.
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