浅谈电力计量中电力谐波的应用分析

浅谈电力计量中电力谐波的应用分析

赵煦邹立彬崔晖张强

(国网大连供电公司116061)

摘要：在电力系统运行中，难免会产生谐波，而谐波势必要对对电力系统的正常稳定运行造成影响。本文的目的是为电力系统运行的安全和稳定提供一些帮助，首先分析了谐波对电力计量的影响，然后探讨了电力计量中，谐波的现有的应用和未来的发展。

关键词:电力谐波;电力计量;发展

随着现代化社会的发展，人们对电力的需求量也与日俱增。这对电力行业既是前所未有的机遇，更是巨大的挑战。电力系统运行中，必然会产生电力谐波。因此，只有对技术方法进行更新改善，才能够降低谐波引起的负面影响。将电力谐波应用到电力计量共组中，有利于保证电力体系的稳定和可靠。

一、电力谐波出现的原因

1.1发电源质量低产生谐波。制作发电机时由于三相绕组很难达到绝对的对称，发电机的铁心也很难保持绝对均匀，因此，发电源总会出现一些谐波，不过，一般来说因发电源质量低产生的谐波相对比较少。

1.2输配电系统产生谐波。通常是电力变压器中出现谐波，由于变压器铁心饱和后产生的非线性磁化曲线，考虑设计变压器时的经济性，工作磁密处于磁化曲线的饱和段中，磁化电流就呈现为尖项波形，含有奇次谐波。变压器中铁心饱和程度越高，偏离线性就越远，与谐波电流往往呈正比[1]。

1.3用电设备产生谐波。由于在铝电解槽、电力机车以及开关电源等方面广泛应用了晶闸管整流，导致配电网出现了很多的谐波。整流装置是单相整流电路，接感性负载时往往富含奇次谐波电流，3次谐波含量就达到基波的30%，谐波含量随电容值增大而增大。根据统计的结果，所有谐波中40%为整流装置出现的谐波，为最大的谐波源[2]。

二、对于电力谐波的计量

一般来说，在电力谐波的分析和研究过程中，需要保证测量数据的准确性。这也是控制电力谐波的有效基础工作。一般来说，在测试电力谐波的工作中，可以实时地综合调控与监测电力体系中产生的电力谐波，充分掌握到电力谐波的含量和运行指向，之后再探究出电力谐波的主导方向，同时需要计算产生的电流幅值、谐波含量和电压幅值等相关的一系列数据。电力谐波具有不稳定性、随机性、非线性与多原因性的特征。因此，在电力谐波的测量过程中，误差是无法避免的。现阶段我国对于电力谐波的研究过程中，经常会运用到，包括小波法、神经网络法或者模拟带通等方法来测量电力谐波。尽管上述测量方法中也存在一定的不足，但是却能够处理电力谐波，而且效果显著[3]。

三、电力谐波对电力计量的影响

3.1对电表电感产生的影响

在电力系统中，电感式电表可以结合电力系统磁感应，推动相关器件力矩，以保障电力计量工作。在电压线圈工作中，电流磁通主要由两部分组成：第一是不穿过铝盘，在两侧作用下，不断有磁通形成。第二则是穿过铝盘，充分利用对回磁板不断形成的磁通。由于电力系统的较大电流线圈磁通会使得穿过电力系统铝盘2次，因此在电流组件的影响下，会不断有电流回路出现。在电力系统中，电压线圈和电流线圈会有交变磁通产生，对于不同地方穿过磁通会有不同的铝盘转动出现，在该过程中，铝盘和负载会呈现正比关系，以电波为基础的电磁感应式电表，由于谐波与基波叠加产生的电流及电压畸变，在电感式电表曲线特征误差率逐渐下降的过程中，会导致电力计量电表的准确性受到较大影响。

3.2对电子式电表影响

和感应式电表相比，该类电表计量误差在频率变化中相对较小。由于电子式电表工作原理，因此，在基波计量标准中，感应式电表误差比电子式电表计量误差小。在电力系统中，电表通常采用处理器、A/D采用、乘法器，在显示输出的过程中，根据50Hz的正弦，在国家标准范围内进行具体工作。在电子式电表检查标准中，电子式电表电压、电流所允许的正弦波失真必须在一定范围内，避免多次电力系统谐波中，波形计量超限等问题，从而造成电力计量乘法器误差。

四、谐波计量工作的发展前景

现阶段我国电力体系，在进行电力计量工作时，通常会使用全能量的计量方法进行管理。通常情况下，此种计量电力的方法在基波产生的电流比较稳定时能够确保测量结果的准确和可靠。然而，当谐波对电力系统开始产生干扰时，会导致全能量的电力计量机器误差变大，此时将破坏电力计量结果的可靠性。因此，需要使用科学的方法将谐波与基波彼此分开，再利用分开计量的方法，来保障电力计量结果一部分的准确和科学。

电力企业需要使电力系统更加简便，运用模型来综合处理受到电力谐波影响的电力计量结果。而且借助电力谐波的作用，来明确非线性与基波线性的模型，对电力技术和手段进行更新。这样不仅能够计算出谐波影响下产生电流的有效值，同时能够更好地保证电力体系的持续、稳定运作。

五、谐波电表的发展前景

从前文可知，在电力体系中，电力谐波对电力计量的结果有着直接的影响。因此，在长期反复的实验和分析的过程中，相关工作人员研制出来一种谐波电表，通过应用谐波电表，辅助使用者测量电力并确保其精确。目前由于电力计量工作的管理尚未健全，没有形成有效偶读监督管理机制与明确的收费标准。因此，因此谐波电表的推广范围较小。通常情况下，谐波电表具使用年限长、功能强、操作简单方便等优点。谐波电表的出现，可以有效地开拓电表的使用功能，进而促使电表具有分离谐波与基波的计量电力的功能。谐波电表在整体的改良后，能够分开测量谐波与基波，有利于保证电力计量结果的可靠性和科学性。因此，谐波电表在电力计量工作的应用过程中，可以不受到谐波带来的干扰，正常地运行。同时，还能够将谐波引起的测量误差降低到最小。谐波电表的应用，有利于促进谐波与基波分开计量的工作，维护电力系统的安全稳定运行。

六、结语

综上所述，任何事物都会有其存在的价值，电力谐波的产生是无法避免的，与此同时也为电力计量提供了发展的动力和机遇。目前，在电力网络中投入的非线性荷载逐渐增多，使得谐波产生的总量也进一步增大，由于谐波导致的电压电流畸变会对电力计量产生直接的负面影响，导致计量出现损失或误差的问题。所以，可通过对灵敏且精确的谐波计量电表进行研制的方式，促使电力计量技术得到有效发展。

七、参考文献

[1]李惠娟.电力谐波在电力计量中的应用及发展[J].硅谷，2011（12）.

[2]李开周.电能计量中电能质量问题与谐波的影响探讨[J].中国新技术新产品，2010（21）.

[3]李育才，李明姝.谐波电能计量技术的应用[J].吉林电力，2010（05）.

作者简介：赵煦，1986年2月出生，大学本科毕业，现就职于大连供电公司，研究方向：用电检查