電力諧波對不同計量裝置的誤差影響分析

彭程 燕亮

摘要：在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中，供電企業(yè)對經(jīng)濟的發(fā)展無疑貢獻(xiàn)巨大。人們用電的力度越來越大，同時也對自己的用電質(zhì)量提出了更高的要求。這就意味著相關(guān)企業(yè)要嚴(yán)格對自己工作的標(biāo)準(zhǔn)，而具體的電網(wǎng)工作時卻發(fā)現(xiàn)了電力諧波的存在。它的存在無疑為電力計量的工作增加難度，使整個電力系統(tǒng)發(fā)生故障。所以，電力系統(tǒng)的更新和改進(jìn)工作刻不容緩，使電力計量能夠承受各種故障的發(fā)生。因為在電網(wǎng)規(guī)模越來越龐大的同時，相關(guān)企業(yè)也越來越強調(diào)對電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷的增加，但諧波也緊隨其后。本文就電力諧波對電能計量裝置的影響進(jìn)行分析，進(jìn)而降低供電企業(yè)的損失。

關(guān)鍵詞：電力諧波;不同計量裝置;誤差;影響

引言：隨著人們對電力依賴程度的提升，電網(wǎng)的供應(yīng)質(zhì)量影響人們的生產(chǎn)生活。提高居民生產(chǎn)生活中的電力計量裝置的準(zhǔn)確，可以方便企業(yè)對電力系統(tǒng)進(jìn)行管理。但是在實際電網(wǎng)運行過程中，會出現(xiàn)電力諧波。電力諧波的出現(xiàn)不僅使得電力計量裝置的準(zhǔn)確程度受到嚴(yán)重影響，還會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行問題。所以，需要不斷對電力系統(tǒng)進(jìn)行升級和革新，這樣才能使得電力系統(tǒng)中的電力計量技術(shù)得到有效提升。因此，隨著電網(wǎng)范圍的逐步擴大，供電企業(yè)逐漸加強對電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷的投入力度，所以諧波的產(chǎn)量也在隨之?dāng)U大。為了使得企業(yè)的供電成本被有效降低，可以從計量裝置的靈敏度及計量裝置的精度出發(fā)，使得企業(yè)可以保持健康的發(fā)展。本文將對電力系統(tǒng)中的諧波對不同計量裝置的誤差影響進(jìn)行全面的分析，望給相關(guān)從業(yè)人員提供一定參考。

1.諧波產(chǎn)生的原因以及測試分析

1.1諧波產(chǎn)生的原因

電氣系統(tǒng)中的諧波隨著電力系統(tǒng)中的設(shè)備運行而產(chǎn)生。所以，為了更好的分析諧波，應(yīng)對諧波產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。首先，針對電源部分，若電力系統(tǒng)中的電源質(zhì)量相對比較差，則會產(chǎn)生諧波。其次，對輸電系統(tǒng)中的變壓器進(jìn)行分析，變壓器在正常的運行過程中會生產(chǎn)出一定的諧波。此外，電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備在運行的過程中也會使得一些諧波產(chǎn)生。這種諧波主要是由于電力系統(tǒng)中的晶體閘管中整流設(shè)備的作用。而電力系統(tǒng)在處于負(fù)載狀態(tài)時，系統(tǒng)中的諧波也會隨著系統(tǒng)中的電容大小而發(fā)生變化。通常，電容越大，諧波也會越大，兩者成正比關(guān)系。綜合諧波產(chǎn)生的各種原因，變壓器產(chǎn)生的諧波比較常見。變壓器中的諧波主要是奇次諧波，奇次諧波的波源相對較小。這是傳統(tǒng)的諧波產(chǎn)生方式。而當(dāng)前階段，隨著電力系統(tǒng)中用電設(shè)備的不斷革新，系統(tǒng)中的諧波有了較大的發(fā)展，其組成的形式更加地多樣化。這種多樣化的諧波也使得諧波的數(shù)量逐漸增大，這給供電企業(yè)的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的影響，所以，需要對電力諧波進(jìn)行分析。

1.2諧波產(chǎn)生的測試分析

在供電時，對電能有各種各樣的分配。在電能的分配中，根據(jù)不同的情況會產(chǎn)生相應(yīng)的諧波。因此，在長期的實踐操作中，漸漸摸索出了電壓與諧波的規(guī)律。

2.電力諧波對不同計量裝置的影響分析

電力諧波會對電能產(chǎn)生雙重作用，即干擾了計量方式和電能計量裝置。下面逐一分析諧波對電力系統(tǒng)的計量方式和電力系統(tǒng)的電能計量裝置的干擾。

2.1對電能計量方式的影響

傳統(tǒng)的電能計量，主要的計量標(biāo)準(zhǔn)通常采用計算全能量的方式，這種方式存在一定的局限性，因而，感應(yīng)式電能表會被高精度計量的電子式電能表所取代。?以前，由于電子設(shè)備發(fā)展與使用較少，產(chǎn)生的諧波也較少，因而造成很小的影響。但是隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，在工業(yè)企業(yè)中使用用電設(shè)備的種類和數(shù)量會越來越多，電力系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大，在這種情況下，諧波會直接影響電能的計量[2]。

傳統(tǒng)的計算方式主要是基波電能和諧波電能的代數(shù)和，這種計算方法在實際電力系統(tǒng)中存在著很大的局限性和不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①當(dāng)供電出現(xiàn)非正弦及負(fù)荷為線性的狀況下，諧波的存在不僅會給用電設(shè)備帶來損害，同時還會出現(xiàn)用戶多交電費的情況，因此，這種計算方式不合理。②當(dāng)用戶非線性時，這種負(fù)荷會產(chǎn)生電能和諧波功率，在電力系統(tǒng)中，會出現(xiàn)部分電能倒流的情況，從而在電能計算時，計算的結(jié)果是兩者的相差數(shù)，就會使部分用戶電費出現(xiàn)少交，?影響供電企業(yè)的利益。③當(dāng)電源畸變且負(fù)載非線性時，負(fù)載不僅會把電網(wǎng)中的諧波和基波進(jìn)行吸收，同時還會導(dǎo)致諧波倒流，出現(xiàn)上述兩者結(jié)果。因此，諧波的計量方式不僅會影響用戶需要交的電費，同時還會給供電企業(yè)帶來一定的影響。

2.2電力諧波在計量裝置方面的影響

電力系統(tǒng)中的諧波對于電能計量裝置具有一定的影響，首先表現(xiàn)在感應(yīng)式電表方面，其次表現(xiàn)在智能電表方面。我國當(dāng)前很多地區(qū)依舊使用感應(yīng)式電表當(dāng)作電能的計量工具，這種感應(yīng)式的電表是使用基波頻率設(shè)置的，本身具有一定的靈敏度優(yōu)勢。若電網(wǎng)中的電壓和電流出現(xiàn)正弦畸變，則導(dǎo)致電表的計量準(zhǔn)確性受到嚴(yán)重影響。而根據(jù)感應(yīng)電表在計量的過程中利用對電路中的頻率變化使得其保持計量的準(zhǔn)確性，但是，若線路中的電壓和變流發(fā)生改變，則導(dǎo)致電表的計量靈敏度降低。經(jīng)過長時間的研究發(fā)現(xiàn)，電表的準(zhǔn)確度還和電路中的電壓和電流有關(guān)系，若線路中的電流或者電壓發(fā)生變化，則電表的準(zhǔn)確度將大大降低。而智能電表作為當(dāng)前比較先進(jìn)的電力系統(tǒng)計量裝置，其不單單具有較高的準(zhǔn)確度，而且具備完善的功能，在實際的電能計量操作中也相對較為便捷。因此，隨著電力系統(tǒng)的逐漸發(fā)展，智能電表的使用范圍將隨著用電客戶的需要而逐漸擴大。智能電表中主要包含電能的輸入級以及分頻計數(shù)裝置以及乘法器和?V/F四個部分。而智能電表的頻率記錄和感應(yīng)電表具有不同的特點，其在實際的工作中表現(xiàn)出較為平坦的特性。所以，智能電表與普通的感應(yīng)電表相互比較，其在計量諧波電能以及基波電能方面具有較大的優(yōu)勢。然而。智能電表也存在一定的弊端，比如在基波功率以及諧波功率上會相同等，這將使得智能電表的記錄數(shù)值出現(xiàn)一定的誤差，進(jìn)而最終影響電能的記錄結(jié)果，但是總的來看，智能電表的計量優(yōu)勢要大于普通的感應(yīng)電表。

3.結(jié)束語

綜上所述，本文對電力系統(tǒng)的諧波在不同計量裝置的誤差影響進(jìn)行了分析，首先，介紹了諧波產(chǎn)生的原因以及測試分析，得出電力諧波的產(chǎn)生原因以及不同電源情況下的諧波測試結(jié)果。接著從計量方式、計量裝置兩個方面介紹電力諧波對不同計量裝置的影響。電力系統(tǒng)中的諧波對于電力系統(tǒng)中的電能計算具有一定的影響。諧波的產(chǎn)生會使得用電客戶的實際用電和電能表的計量用電出現(xiàn)誤差，最終使得用戶或供電企業(yè)的經(jīng)濟利益受到嚴(yán)重影響，并帶來一定的經(jīng)濟損失。因此，運維檢修人員需要加強對電力系統(tǒng)中的諧波影響的分析力度，并對諧波的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析和總結(jié)，從而從諧波的產(chǎn)生原因分析減少諧波影響的辦法。此外，還可以對電能的計量裝置進(jìn)行改進(jìn)和革新，進(jìn)而使得電力系統(tǒng)的計量裝置得到進(jìn)一步的優(yōu)化，這樣才能最大限度的減少電能的損耗以及諧波的產(chǎn)生幾率，在不斷優(yōu)化的過程中提高我國供電企業(yè)的服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的日益擴大，人們對電網(wǎng)的供電服務(wù)質(zhì)量有了更高的要求，供電企業(yè)在發(fā)展自身的同時也需要為用戶的用電便捷性以及安全性進(jìn)行考慮，并在實際的供電過程中，逐漸改進(jìn)電網(wǎng)的運營模式，提高電網(wǎng)的運營科學(xué)性，使得電網(wǎng)的設(shè)備更加先進(jìn)。這樣才能使得我國的供電企業(yè)更加安全、穩(wěn)定、長久的發(fā)展，為居民的生產(chǎn)、生活提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉先宇.有關(guān)中頻諧波對電力計量裝置影響的分析[J].黑龍江科學(xué)，2014，11：271.

[2]李璨.電力系統(tǒng)諧波對電能計量裝置的影響分析[J].電氣技術(shù)，2014，08：65-67.

[3]?李富鵬，張鵬.諧波對電能計量裝置影響的誤差分析?[J].江蘇省電機工程學(xué)會電網(wǎng)電能質(zhì)量控制與監(jiān)測學(xué)術(shù)交流會?，?2016.