电网谐波对电能计量影响问题探讨摘要：随着现代工业经济的快速发展，同时非线性负荷的电力设备也在大量使用，所以引起城市电网谐波污染日益严重，由于谐波问题会引起设备发热、振动等问题，从而造成电能浪费，本文就谐波对电能计量问题进行探讨，提出有效的电能计量措施，同时分析了有效的电能计量方式所带来的节能效益，以保障电力营运企业的经营效益。关键词：谐波电能计量节能中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：1常见污染源江西省电力公司llOkV及以下配电网星罗密布，用电负荷种类很多,其中不缺少非线性特性的电气设备,如以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备（气体放电灯、交流弧焊机、电弧炉等）、以电力电子元件为基础的开关电源设备（各种电力变流设备、相控调速和调压装置、大容量的电力晶闸管可控开关设备）等，这些基本上用于化工、电气铁道、冶金以及各式各样的家用电器设备中。这些谐波电流在流动中经过网络阻抗形成谐波电压，使电网的电压波形产生负面影响，从而影响到英它用户。由于种种原因，江西地区大部分企业都没有针对谐波问题进行相关的投资，往往只用电容器作为无功补偿和消谐设备，而电容受谐波电流的影响较大，有时还会造成谐波的放大，所以电容器出现故障的概率较高,需要经常更换电容器，所以很多企业谐波问题比较严重。2谐波对电能计量的影响2.1电能表模型江四地区的电能计量表包括电磁式电能表和电子式电能表，其中绝大部分采用电子式电能表。由于感应电能表有下降的频率特性，如图1所示，其近似模型为：P來二PF+⑴式中，卩F为基波功率，卩H为谐波功率，KH为对应H次谐波功率的特性系数。由于感应式电能表有下降的频率特性，故有KH<1,并且随着频率的增大(谐波次数II的增大)，KII的值逐渐减小。电子式电能表则基于时分割原理来设计，使得电子式电能表随频率的变化误差较小，如图2所示。其近似模型为：卩來二卩F(2)图1电磁式电能表频率特性一般把P*称为全能量。可见，电子式电能表由于频带较宽，对基波电能和谐波电能都能较图2电子式电能表频率特性准确计量，但由于其将谐波功率和基波功率同筹对待，计量误差将会增大。图2电子式电能表频率特性2.2计量误茅分析由以上分析可知，理论上，电子式电能表计量值PD约等于基波电能与各谐波电能矢量之和;而感M式电能表所计量的电能值PC是基波电能与各次谐波电能的“部分”矢量之和(考虑谐波电能系数)，比电子式电能表更接近基波电能。PD二P來二PF+(3)PC二PF+~PF(4)在谐波量较小的情况下，上述误差可以忽略不计，但当谐波量较大时，这两种表就不能适应要求了。事实上，线性负荷不是谐波源，不发出谐波，但系统中存在谐波源时会吸收部分谐波功率；而非线性负荷是谐波源，一般是将系统的部分基波功率转变成为谐波功率发送到“系统”中。由于谐波功率是有方向的，故此上述两种电能表在具体计量时会存在不同程度的误差。此外，还必须注意到，谐波功率是不能相互抵消的。谐波功率较大，并考虑谐波方向时，可以从4种情况来分析电子式电能表的计量误差：系统无谐波源，线性负荷的电量计量。P二P冰二PF(5)系统无谐波源，非线性负荷的电量计量。系统存在谐波源，非线性用户的电量计量。这种情况比较复杂，可以说是多谐波源相互影响的复杂关系。非线性负荷作为一个谐波源，会向外发出谐波，但同时乂会受外来谐波的影响,此时需要考虑实际的谐波功率流动情况,但一般地，非线性负荷仍以发出谐波功率为主。3谐波对电能计量的影响电网的高次谐波对电能计量的准确性有影响，当谐波含量满足国标规定时，误差影响微小，当谐波含量超过国标规定时，无论是电磁感应式电能表还是全电子式电能表，误差影响均较大；即谐波含量愈高影响量越大,电能计量误差也越大。对同一计量点，在谐波超过国标规定时，采用相同准确级别的全电子式电能表和电磁感应式电能表，计量电能量是有较大差别的；对人功率变流设备、电弧炉等产生高次谐波的电力负载用户，为了只记录负荷消耗的基波有功电能，用电磁感应式电能表比用同准确级别的全电子式电能表更合理。当谐波源来自电网时，前者数值较大；当谐波源是用户时，则情况相反。电磁感应式电能表...