电力计量中电力谐波的影响与有效措施

王雷

摘   要：电能是一种重要的资源，它在社会生活发展中扮演着越来越重要的角色，人们的日常生活与生产都离不开电能的使用，电能在社会经济的发展中变得越来越重要。广大电力企业对电力的计量过程，与供电方和用电方有直接的利益关系，其中电力谐波对电力计量的准确性非常重要。该文对电力计量中电力谐波的影响和措施做了详细的阐述，目的是为电力企业的工作人员提供参考。

关键词：电力计量;电力谐波;运行机制;整体结构

中图分类号：F407     文献标志码：A

0 引言

随着电力建设事业的快速发展，中国的电网覆盖范围逐渐上升，电能对人们的生产生活来说非常重要。而在电力企业的日常运行中，不可避免地会产生电力谐波。电力谐波有较大的危害，其中最直接的影响就是干扰电力计量工作，使其准确性下降。而电力计量工作在电力企业的全部工作中占有重要地位，电力计量数据的不准确，也会直接影响整个电力企业的经济效益。电力企业要想对电力谐波做好有效的控制，避免它对电力计量的结果产生不利的影响，技术人员必须从认真分析电力谐波产生的角度出发，判断电力谐波对于电力计量装置影响的规律，同时研究电力谐波影响下电力计算的相关技术，强化对电能计量表的管理，只有这样才能使用户的体验更加便利，电力企业也能继续维持经济效益。

1 电力谐波

1.1 什么是电力谐波

在电网的正常运行中，和工频频率不同的部分就是电力谐波。电力谐波主要有2种形式，分别是有功功率与无功功率。有功功率在电力系统的正常运行中起着直接的作用，在滤波条件下，无功功率可以对电网的研究工作起到参考功能。

电网中电压波形和电流包括的谐波程度不同，因此不属于正弦形式。谐波主要有谐波电流、谐波电压与谐波功率3种存在的方式。在电网电力正常的运行过程中，如果出现很多的谐波，就会降低电能生产力水平，影响使用效率，这样就会导致浪费电量，出现电气设备升温与大量噪声，整个电网会产生一些故障。这些故障如果引起局部串联或并联谐振，就会将电气设备烧毁，直接对整个电网系统的正常运行造成影响。

1.2 电力谐波的主要来源

电力谐波的主要来源分别是输配电系统、发电源质量较差和用电设备。首先是输配电系统。在输配电系统中，产生谐波来自变压器，与变压器的结构设计有很大的关系，通常情况下，谐波电流的增加常常是由于铁心饱和度的提高。其次就是发电源质量较差。电力发电机里面的三相绕组比较难对称，而且铁心是不规则的设计，所以就会出现很多的电力谐波。再次就是用电设备，一部分谐波就是来自用电设备。中国有一些企业也存在谐波污染的情况，尤其是变频电源的使用。谐波的增加对用户有很多不利的影响，例如会加快变压器的折损速度，也会增加额外的电费缴纳。

2 电力计量中电力谐波的影响

2.1 对电感电表的影响

在电能的使用过程中，电感电表和磁感效应能进行联合，这样借助这种联合，就产生了一种推动器件运转的力量，这种情况才可以对电力计量工作准确完成。因为电压线圈的运行，产生2种电流磁通结构。第一种是穿过铝盘通过回磁板形成工作磁通，第二种是不穿过铝盘，借助两侧作用形成磁通。由于电压线圈与电流线圈产生的属于交变磁通，通过不同的位置穿过铝盘，也在不一样的位置产生相应的感应电流，导致铝盘运行结构和转动效率都发生了改变。这时铝盘与内部负载参数就成正比，电力谐波和基波间产生叠加，就会产生电压畸变，这会使电感电表的误差率得到有效降低。所以，谐波在电量计量中会对电表的准确性产生不良的影响。

2.2 对电子式电表的影响

电子式电表有很多优势，尤其是与其他电表比较，其精确度会更高，误差也会更小。但是误差小不是一成不变的，在有些情况下误差会提高，那就是电子式电表以基波计量为标准进行设计时，这种情况的误差甚至会超过其他类型的电表。大部分电网人员利用乘法器和A/D测试结构，使用这种技术可以很好地区分输出显示数据，通常把50 Hz看做是重要的借鉴数据。在电子式电表的检定原则里，允许电压电流产生一定的误差，不过谐波的干扰还是会导致误差超过整个波形计量的极限值，最终出现失真现象，导致乘法器计算的结果不准确。

3 电力计量中对电力谐波的处理措施

3.1 合理地运用电力谐波

当下，在电力谐波作用中，有3种电力计量的划分方式。1）计量人员可以对电力系统中的谐波做过滤工作，必要时也可忽略不计，将计量电表抗干扰能力提高，只对基波功率进行测量，属于纯基波的计量方式。2）做好有效提升电表功率反应能力的工作，推动电表准确显示出实际使用的电量，使电量统计变得更加便捷。这种计量方式很好地将基波功率和谐波功率做了整合，之后共同计算，提高了准确率。3）对电能的实际计量统计时，计量人员要认真分辨基波功率与谐波功率，这样能够使基波功率与谐波功率的计量变得准确。

3.2 确保电力计量方法的准确性

在实际电力计量过程中，电力技术人员需要将具体测量项目结合起来，最终选择一种比较合理的对谐波的测量方式，合理化计量电力谐波可以有效地对电网整体的稳定运行提供保障。前面我们说到，其实电力谐波对电网稳定运行也有很大的作用，只有保证数据的准确性，才可以将这种作用最大程度地发挥出来。

通常情况下可以将电能的使用领域划分为工业用电与居民生活用电2个部分。一般对工业用电进行电力计量时，会使用的电能表是多功能电子式计量表;而对居民生活用电进行电力计量时，一般会用到感应式电能计量表。因此，选择电能的收费方法也要表现出差异化，这样才能适合不同的用电用户类型。现阶段电力谐波测量的机制有3种：小波测量、无功功率测量、傅里叶变换方式测量，同时使用滤波器测量可以对数据进行精细化的管理。因此面对不同的用户，就应该选择不一样的测量方式，测量数据的准确，也直接推动计费结构变得更加合理。

3.3 规划准确的谐波计量的发展方向

现在国内在计量方式的使用上已经变得越来越先进，很多电力企业都使用全能计量。全能计量方式主要是在基波与电力相对稳定的状态下使用的。如果谐波影响到电力计量系统，同时干扰的程度超出电力计量设备承受的最大限度，这种时候技术人员在电力计量的时候会产生误差，同时这个误差比正常情况下还要大。所以为了防止出现这样的情况，未来计量表的发展方向是将基波和谐波隔离，分别对它们进行计量。电力技术人员要尽可能将电力系统合理简化，认真分析出现误差的原因，并将其进行归类，总结，防止类似的情况再次发生，提高电网运行的效率，这样才能真正计量出电表受到谐波影响电流的额度。

4 结语

在当前的电力发展过程中，电力系统的运行的过程中不能避免电力谐波的产生，电力谐波有很大的危害，容易破坏电力设备，对电力计量有严重的影响，但是也要看到电力谐波也对电力计量技术的发展起到了刺激作用。电力谐波性质与电阻相似，它也不能消除，只能对其进行控制。未来的电力建设，随着非线性载荷的投入逐渐提高，产生的谐波量也会慢慢升高，大量的谐波对电压电流造成干扰，影响电力计量的准确性。所以要正确认识谐波，并对它做好有效的处理。

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