试分析谐波对电能计量的影响
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谐波对电能计量的影响
化 ，从 而 影响 电 能表 的计 量精 度 。 电磁感 应 式 电能表 的工 作 原理 ，只 有 同
频 率 的 电压 、 电流产 生 的磁 通相 互作 用才 能 产生 转矩 ，畸变 的波 形通 过 电 磁 组件 以后 ， 由于磁通 不 与波 形对 应 变化 ，导致 转矩 不 能与 平均 功率 成 正 比而产 生 附加误 差 。存在谐 波 功率 时 ，电能表 反 映的 电能值可 以表 示为 ：
设 计的 ， 因而造 成指 示数 据 不 正确 。 电能计 量 是 电网经 济核 算 的依 据 ， 电 能 的计量 精度 直接 关系 到电力 供 需双方 的经 济效 益和 社会 效益 。 本文 基于 电能 表 的结构 及其 工作 原理 ，通 过 计算 和仿 真 ，分析 了谐 波 对 感应 式 电能表 和 电子式 电能表 的影 响 ，并 对计 量 标准 和计 量 方式 进行 了 初步 的探 讨 。基 于传 统 的计量 方 式具 有 不合 理性 ，提 出相应 的解 决 方法 和 对策 ，并 建议 了一种 新 的电能 计量方 式供 同行 研 究探讨 。 ＝、谐 波的 主要 来源
随 着 电力 电子技术 在 各工 业部 门和 用 电设 备上 的广 泛应 用 ，非线 性 负 荷 数 量越 来 越 多 ， 容量 也 越 来 越 大 ，谐 波 大 量 注 入 电 网 ，使 电 力系 统 电 压 、 电流波 形发 生 严重 的畸 变 。 由于大 多数 仪 器 、仪表 是针 对 工频 正 弦波
相 对误 差 ，即 ：
： —
Ｅ － ｅ， ｘｌ ０ Ｏ ％
—
巨
髑 捩
式中： 表示电能表计量误差； 朋 分别表示电能的实测值和理论计 ｅ Ｅ，
算值 。
ｌ ，若 电 能表计 数 误差 为正 ， 即表示 电能表 多计 数 了， 反之 则少 计 此
谐波电能计算技术
一、谐波对电能计量的影响近年来, 随着工业的发展和科技的进步, 电力系统中接入了越来越多的大容量电力设备、整流换流设备及其它非线性负荷, 这使得电力系统电压电流波形发生严重畸变。
其原理是当正弦基波电压(假设电源阻抗为零) 施加于非线性负荷时, 负荷吸收的电流与施加的电压波形不同, 于是发生了畸变。
畸变的电流影响电流回路中的其它电力设备和负荷, 这些设备或负荷从电力系统中吸收的畸变电流可以分解成基波和一系列的谐波电流分量。
系统中的高次谐波对仪用电压互感器和电流互感器准确进行一二次侧变换造成一定影响, 即二次侧输出的波形不能严格地和一次侧输入的波形符合从而造成误差。
另外, 由于目前系统中的电能计量装置大多数还是利用电磁感应式原理的电能表, 在这种原理下设计的电能表是按基波情况考虑的, 通过电磁感应元件来驱动机械计数装置, 把电量值记录下来。
电网中谐波的存在,使得电压电流波形发生畸变, 但感应式电能表的铁磁元件是非线性的, 磁通并不能相应地线性变化, 即感应式电能表只有同频率的, 电压和电流产生的磁通之间相互作用才能产生转矩,畸变的波形通过电磁元件之后, 磁通不能随波形对应变化, 导致转矩不能与平均功率成正比而产生误差, 从而影响电能表的测量精度。
（1）谐波对仪用互感器准确度的影响谐波对电能计量的影响首先体现在仪用互感器上, 这是因为电能计量是针对经过电压互感器和电流互感器转换的弱信号进行的, 如果在转换过程中, 被计量的电信号波形发生了变化, 那么下一步的计量再准确也失去意义。
系统中高次谐波的存在, 要求仪用互感器具有理想的频率特性, 即变比恒定, 不随频率的改变而改变。
目前系统中应用的电磁式电流或电压互感器原来只用于对基波电压和基波电流的测量, 这些互感器对于工频下的工作特性和测量误差已被确定, 其变比误差和角误差能满足工程的要求, 但如果用测量基波的互感器测量谐波, 随着谐波频率的升高, 互感器受漏阻抗和涡流的影响也越来越大, 这时, 互感器对谐波信号的变换过程中误差也要增大, 从而降低了互感器的测量精度。
谐波对电能计量的影响及解决措施阐述
谐波对电能计量的影响及解决措施阐述摘要：电能计量在电力系统中发挥着重要作用，可以为电费的收取提供依据，电能计量的可靠性以及准确性直接影响电力企业以及用户的利益。
但是谐波会对电能计量产生较大的影响，进而影响电力企业以及用户的利益。
本文主要讲解谐波对电能计量的影响，提出一些解决措施。
关键词：谐波；电能计量；解决措施电力谐波问题主要由于电力电网中非线性负载的增加导致的问题[1]。
电力谐波的出现，还会增加线损，加速线路绝缘老化，导致电网中各个设备的工作效率降低，进而造成多种电力电网危害。
电力谐波还会对电能计量工作造成较大的影响，进而对电力用户以及电力企业的利益造成损伤。
因此，加强电力谐波的治理具有重要的作用，通过治理，有利于保障电能计量的准确性。
1 电力电网系统中的谐波源在电力电网中使用交流电，使用单一的工频频率的分量，因此，与单一频率不同的成分都会形成电力谐波[2]。
电力谐波在一般情况中为在非线性负载中正弦电压的加压造成基波发生电流畸变造成的。
谐波会污染电力系统，导致电能质量减低，还会导致附加损耗增多，严重影响电力系统的稳定安全运行。
因此，需加谐波源的分析，进而控制以及治理好谐波。
在传统电网中，网络结构比较简单，谐波源往往只有变压器，并且谐波的电流比较小，很难对电力系统造成较大的影响。
随着电力系统的快速发展，谐波源逐渐从变压器转变为各种电力电子设备。
在电网运行过程中，使用二极管，把交流电转变为直流电，或者通过桥式整流器，再转变电流，将直流电转变为交流电。
在工业整流设备以及电力开关中，存在滤波的电容器，会降低二极管的导通角，在使用中想要导通，必须在交流电的电流波的正弦波的最大值附近才能发挥作用。
在输入交流过程中电流波会出现严重畸形的情况。
在目前现代的电力电网中，谐波的主要来源在电抗器、变压器以及整流器中。
2 谐波对电能计量的影响2.1计算谐波功率在电力电网中，谐波出现后会形成谐波电流以及谐波电压，进而会出现谐波功率。
谐波对电能计量的影响
求在 长期 运行 电压 、大 气过 电压 及各 表面 有污 层时 ，如污 层 干燥 则 泄漏 电 成 分常 对 应较 高 的污 闪 电压 。污 闪物 种 内部过 电压下 都能 够 可 靠运 行 。但 流一 般都 不大 ， 以微安 计 ； 当污 层 受潮 中所 含硫 酸钙 的 比例 越高 ，相应 的 污 是 实 际运 行过 程 中 ，电气 设备 由 于本 时 污 层 中的可 溶 性盐 、酸 或 碱 类溶 于 闪 电压 也较 高 。 身 绝 缘 能 力 的 下 降 经 常 造 成 电 力 事 水称 为 电解 质 ，在瓷 件 表面 形成 一 层 ２ ．绝缘子 的 污闪 电压随 污秽 度 的
一
短 路而 失 去 了干燥 作 用便 会 重新 吸 收 其 是在 秋 、 冬较 长干 旱积 污 期后 ， 上 遇 水 分而 又 开始 湿润 。这时 如果 作 用 在 春 季的 大雾 或毛 毛 雨 ，是 污闪 的 频 发
、
污 闪发 生的 过程
众 所 周 知 ，一 般 固体 绝 缘 的 表面 干 燥带 的 电压 下降 ， 火花 放 电停 止 。 时 期 。 在降 雨 量较大 时 ， 使 但 由于污 秽物 闪 络 是属 于 空气 间隙 沿 固体 绝 缘 的放 如 果 受污 染严 重 ， 泄漏 电流相 当大 ， 在 质 有可 能被 冲 洗掉 ，污闪 电 压反 而 可 电形 式 。虽 然 固体 介质 的存 在 使 电场 火花 放 电熄 灭后 ，又 可 能形 成 更大 的 能 会提 高 。
故 。而造 成 电气 设 备绝 缘 能 力下 降 的 很薄 的 导 电液薄 膜 ，将 使 瓷件 表面 电 增 大 而逐 渐降 低 ，降 低率 则随 污 秽 度
原 因是 多种 多样 的 ，如 沉 积在 外 绝缘 阻 大大 下降 ， 漏 电流大 大增 大 ， 电 的增 加而 减小 ， 污量 越大 ， 闪 电压 泄 导 积 污
一
短 路而 失 去 了干燥 作 用便 会 重新 吸 收 其 是在 秋 、 冬较 长干 旱积 污 期后 ， 上 遇 水 分而 又 开始 湿润 。这时 如果 作 用 在 春 季的 大雾 或毛 毛 雨 ，是 污闪 的 频 发
、
污 闪发 生的 过程
众 所 周 知 ，一 般 固体 绝 缘 的 表面 干 燥带 的 电压 下降 ， 火花 放 电停 止 。 时 期 。 在降 雨 量较大 时 ， 使 但 由于污 秽物 闪 络 是属 于 空气 间隙 沿 固体 绝 缘 的放 如 果 受污 染严 重 ， 泄漏 电流相 当大 ， 在 质 有可 能被 冲 洗掉 ，污闪 电 压反 而 可 电形 式 。虽 然 固体 介质 的存 在 使 电场 火花 放 电熄 灭后 ，又 可 能形 成 更大 的 能 会提 高 。
故 。而造 成 电气 设 备绝 缘 能 力下 降 的 很薄 的 导 电液薄 膜 ，将 使 瓷件 表面 电 增 大 而逐 渐降 低 ，降 低率 则随 污 秽 度
原 因是 多种 多样 的 ，如 沉 积在 外 绝缘 阻 大大 下降 ， 漏 电流大 大增 大 ， 电 的增 加而 减小 ， 污量 越大 ， 闪 电压 泄 导 积 污
谐波对电能计量的影响
浅析谐波对电能计量的影响摘要：本文从电力谐波对电网的危害及其对电力企业经营效益的影响入手，通过电力谐波对普通电子式电能表和感应式电能表电能计量的对比，分析了电力谐波对电能计量的影响，推广电力谐波电能计量的必要性，并提出改造对策和展望。
关键词：谐波电能计量中图分类号：tm933.4随着非线性电力负荷的日益增多，特别是大功率交直流换流设备、电弧炉、感应炉等非线性负荷的大量应用，由于这些非线性负荷产生的大量谐波电流，使电网供电电压和电能计量处电流的正弦波形发生了严重的畸变，造成电能计量不准确。
另一方面，电力系统谐波不仅对供电系统造成污染，对电力设备构成危害，而且产生谐波的非线性用户将其吸收的一部分基波电能转化为谐波电能，并反送给电网，造成供电企业线损增加，电力营运企业非经营性成本增加。
为此有必要研究在谐波影响下的电能计量，使电能计量管理更加合理，保障电力营运企业的经营效益。
一、谐波的来源所谓谐波，就是由用户的设备所产生的频率在100hz及以上所形成的功率。
产生谐波的设备主要有铁磁饱和型、电子开关型和电弧型三类。
铁磁饱和型主要是各种铁芯设备，如变压器、电抗器等，铁芯饱和会呈现非线性功率；电子开关型主要是各种交直流设备，如整流器、逆变器、双向晶闸管和可控开关设备等，它们普遍用于冶金、化工、电气化铁路、计算机等；电弧型主要是各种炼钢炉、电焊机和弧焊机等设备。
二、谐波的危害谐波对电网的污染主要会影响电力系统的稳定运行、继电保护的误动作、增加电网线损，缩短电气设备寿命、降低发电、输电及用电设备的效率、引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振而使谐波放大、对邻近的通信系统产生干扰等。
1.电压的变化范围过大电网供电不足，供电部门采取降压供电，或地处偏远地带，损耗过多，导致电压偏低。
电网用电太少，导致电压偏高。
电压低负载不能正常工作，电压太高，负载使用寿命缩短，或将负载烧毁。
2.波形失真（或称谐波waveform distortion）普遍的波形失真指标准电源波形的多种谐波。
电力谐波对电能表电能计量的影响
电力谐波对电能表电能计量的影响摘要：电能表计量数据是电力企业收取电费的重要凭证，而电网中大量的电力谐波使得电能表电能计量的合理性和准确性受到很大干扰，损害电力企业和电力用户的经济利益，因此必须采取有效的解决方法，不断提高电能表电能计量的准确性。
关键词：电力谐波；电能表；电能计量；影响；方法1电力谐波产生原因及影响电力系统在理想状态下，电压、电流都是正弦波，但在实际中存在非线性设备及负荷。
当系统向非线性阻抗特性的设备、负荷供电时，它们在利用系统提供的基波时把部分基波转换为谐波并注入系统，使得系统的正弦波形畸变，降低供电质量。
谐波源主要有三类：铁芯设备呈非线性饱和特性，类似电抗器、变压器；各种交直流换流装置、双向晶闸管可控开关；冶炼电弧炉在熔化期间引起三相负荷不平衡产生的谐波。
电力谐波会增加系统无功功率，降低系统功率因数，引发串联、并联谐振，干扰通信装置，影响电网的安全、稳定运行。
其影响主要有以下几点：(1)对于输配电线路，会造成绝缘损坏、短路，引发火灾；产生高谐振电压、谐波电流；导致继电保护装置误动、拒动，引发系统事故。
(2)对于电力设备，会造成设备绝缘老化，缩短使用寿命；增加损耗，引起发热，影响设备使用安全；产生振动、噪声，造成机械损坏。
(3)对于通信系统，会产生干扰电压，降低通话清晰度；触发电话铃响，产生噪声，降低通信质量；干扰电力载波通信工作，影响电网安全。
(4)对于电能计量仪表，会使电能计量不准确，产生误差。
(5)对于电能质量，会造成电网电压下降，影响电能质量。
2电力谐波对电能表电能计量的影响2.1电子式电能表谐波影响电子式电能表是当下社会应用较为广泛的计量设备，其在实际应用过程中，可以依据测量和检测信号信息，结合信号波形，判断其产生响应和影响。
电子式电能表具有自身弊端，其在应用时，会受到一些不同因素影响，导致计量出现误差。
电子式电能表产生误差原因具有多样性特点，其中受谐波影响最大。
由于正弦函数自身带有正交性特点，当电流和电压存在变化现象时，可能会出现数值误差，影响电子式电能表计量准确性，这一影响较小，对其产生误差可以忽略不计。
浅析谐波对电能计量影响
浅析谐波对电能计量影响一、引言随着电能计量技术的不断发展，计量精度和稳定性逐渐得到了提高。
但是，在实际应用中，电网中存在的谐波对电能计量的影响却不能忽视。
因此，深入研究和分析谐波对电能计量的影响，具有重要的理论和实际意义。
本文将从谐波的特点、谐波对电能计量的影响及其解决方法等方面，对谐波对电能计量的影响进行浅析。
二、谐波的特点谐波是指频率是基波的整数倍的交流电信号。
例如，在50Hz的交流电网中，2次谐波的频率为100Hz。
谐波信号与基波信号的频率之比称为谐波次数，用n表示。
谐波信号的重要特点是：其波形与基波波形不同，具有周期性，是高频成分，且谐波次数越高，波形越接近直线。
在电能计量中，谐波信号对计算和测量结果产生了严重影响，需要对其进行抑制和补偿。
三、谐波对电能计量的影响1.电能计量精度下降谐波会改变电网的电压和电流波形，导致电能计量中出现误差，影响计量精度。
尤其在非线性负载（如电力电子器件）工作时，其电流波形含有大量谐波。
这些谐波流会在电能计量中被视为有功功率，进而产生误差，影响计量精度。
因此，在进行电能计量时，需要对谐波进行补偿，以保证计量的精度和稳定性。
2.电表运行不稳定谐波信号具有高频成分，会产生电磁干扰，影响电能计量表的正常工作。
特别是在电力电子器件的非线性电路中，谐波干扰非常严重，会导致电表运行不稳定，运行故障增多。
3.啸叫现象在电力电子器件的非线性负载中，谐波电流会导致电力设备产生“啸叫”现象，如变压器鸣响，电容器振动等。
这不仅会给设备本身带来损坏，还会影响电网的供电质量和稳定性。
四、解决方法为了解决谐波对电能计量的影响，需要采取一系列措施，以降低电能计量误差和提高计量精度。
下面介绍几种常见的解决方法。
1.谐波滤波器谐波滤波器是一种有效的解决谐波干扰的方法。
其工作原理是在非线性负载上串联一个LC回路，滤除谐波信号。
通过谐波滤波器的作用，谐波信号的含量得到了显著降低，从而保证了电能计量的精度和稳定性。
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响电力谐波是电能表电能计量的一个重要影响因素，它对电力系统的正常运行、电能计量的准确性和设备的寿命都有一定的影响。
本文通过浅析电力谐波对电能表电能计量的影响，来探讨电力谐波对电能计量的影响及其可能带来的问题。
我们需要了解什么是电力谐波。
电力谐波是指在交流电力系统中，频率为整数倍于基波频率的各种非基波谐波。
它们从原本的正弦波形状变成了非正弦波形状，使得电流和电压波形产生畸变，对电力系统的正常运行和设备的安全运行带来了一定的影响。
而电能表作为用于电能计量的仪器设备，也会受到电力谐波的影响。
接下来，我们将从几个方面来分析电力谐波对电能表电能计量的影响。
电力谐波对电能表读数的准确性会产生影响。
由于电力谐波的存在，电压和电流波形失真，导致了电能表的读数不准确。
因为电能表一般是基于正弦波形进行设计和标定的，而非正弦波会导致电能表的计量误差。
尤其是对于一些传统机械式电能表来说，更容易受到电力谐波的影响，其测量误差会随谐波含量的增加而增大。
在电力系统中存在较高的电力谐波时，电能表的准确性将会受到影响。
电力谐波还可能导致电能表的寿命缩短。
由于电能表在电力系统中长时间受到电力谐波的影响，其内部的电路元件可能会出现劣化，使得电能表的使用寿命减少。
尤其是在大功率负载较多的工业和商业用电场所，电力谐波的存在会加速电能表的老化，使得其寿命缩短。
这将增加电能表的更换和维护成本，对用户和供电单位都会带来不利影响。
电力谐波对电能表电能计量的影响不容忽视。
它会导致电能表的读数不准确、可能损坏和寿命缩短，这对电力系统的安全运行和电能计量的准确性都会产生负面影响。
我们需要采取相应的措施来减小电力谐波对电能表的影响。
可以通过谐波滤波器进行谐波抑制。
谐波滤波器可根据电力系统中存在的谐波情况，通过对谐波信号进行滤波抑制，减小谐波对电能表的影响，提高电能表的准确性和稳定性，延长电能表的使用寿命。
可以选择抗谐波能力强的电能表。
谐波对电能表计量的影响分析与探讨
谐波对电能表计量的影响分析与探讨工作时间向电网反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电能质量变坏。
输入正弦波输出正弦波图1-1 线性系统电力系统中的非线性设备和负荷都是谐波源，按其非线性特性主要有三大类：（1）电磁饱和型：各种铁芯设备变压器、电抗器等，其铁芯饱和特性为非线性。
（2）电子开关型：主要是各种交直流换流装置（整流器、逆变器）以及双向晶闸管可控开关设备等，它们在冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业中被广泛使用，晶闸适宜于整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波，经统计，由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%。
（3）电弧型：各种炼钢设备、电弧焊机等，如在电弧炉中由于加热原料时三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而流入电网。
1.3谐波的危害（1）谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。
大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。
（2）谐波会影响电气设备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。
（3）谐波会引起电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，会对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。
（4）谐波会影响继电保护和自动装置的工作和可靠性，谐波对电力系统中以负序（基波）量为基础的继电保护和自动装置的影响十分严重，这是由于这些按负序（基波）量整定的保护装置，整定值小、灵敏度高。
如果在负序基础上再叠加上谐波的干扰（如电气化铁道、电弧炉等谐波源还是负序源）则会引起发电机负序电流保护误动（若误动引起跳闸，则后果严重）、变电站主变的复合电压启动过电流保护装置负序电压元件误动，母线差动保护的负序电压闭锁元件误动以及线路各种型号的距离保护、高频保护、故障录波器、自动准同期装置等发生误动，严重威胁电力系统的安全运行。
谐波对电能计量的影响分析
级 高、 使用简便等 优 点， 这种 电能 表将有 望在 未来一 段时期内取代感应 式 电能表 。 电子式 电能表 的基础是数 字功率表， 根据它的原理以及 结构
特 点， 大致可将其分 为输入级 、 分 频计 数、 乘法器以及ｖ ／ ｆ 这 四个 部分。 其 中输入 级的 主要作用是 将 电网当中电流 和 电压经电压与 电流互 感器 转 换成 为合适 的小电压信号 ， 并供 给乘法 器； 乘法器是 电子式 电能 表的 核 心部 件 ， 它能 够 将 电压模 拟量 转换 为 它们 的 乘积 ， 然 后这 部分 模拟
力平 衡 。 所 以， 必 须对全能 量计 量方式进 行改 进 ， 采 取分别考虑 基波 电 率的 目的， 进而 确保 电能计 量装 置充分考虑谐 波功率的影 响因素 ， 提 高 能 和谐波 电能 的电能计 量方 式。 但 是， 以当前 电力系统 现有技 术难以实 计量的 准确性 。 对 于冲击性负荷而 言， 由于数 字式电能计量 装置的Ｆ Ｆ Ｔ
为 线性 ， 供 电为 非正 弦 的情 况下， 电能 表计 量 是的 部 分谐 波 和基 波 电 计 量基 波 电能 和用户 吸收与发 出谐 波电能 的计量 方式 。 这种 计量 方式 能 的代数 和 ， 谐 波 的存在 既会损害用 电设 备， 又会导 致用 户多交电费， 不仅充分 考虑 到负载 所吸收 和发 出的谐 波功率 ， 而且 还会 消除 全能量 从 而确 保计量 结果 致使该 计量 方式 欠缺 合理性 ； 其二 ， 在 用户为非 线性 的情况下， 非 线性 计 量方 式 对用户和 电力企业 利益带 来的不 利影 响 ， 负荷会产生谐 波功率 和电能 ， 同时会使一部 分 电能倒流 至电力系统中， 更加准确 、 合 理、 公平。 从 而导 致电能 表计 量的 是 基波 电能 与倒流 入 系统 中电能 的相 减数 ， 这 （ 二） 电能计 量装置的改进措 施 目前， 由于大 部分用户属于非线 性用 户， 所 以电能准确计 量的关 键 不 仅会对 电网造成 负面影 响 ， 还会 使得用户少交 电费 ， 损 害供 电企 业利
谐波对电能计量准确性的影响
应 当指出 ， 在测量电能量时 ， 电网电压 、 电流要经测量用互感器转 分量也产生附加力矩 在电压波形 的基波上叠加单一谐波 （ 次或 ５ ３ 因此测量用互感器 的准确度直接影 响 次） 且畸变率小于 ３ ％时． ０ 附加力矩很小 ． 电能表的误差仍在规定 的范 换成弱 电信号后才送人电能表 ． 如果测 量用互感器存在非 线性 ． 当畸变信 号 围内 相对 的畸变 电压中直流分量对 电能表计量工频电能的准确度有 着 测量 结果的准确程度 ， 互 从 较 大的影响 （ 电压 中直 流分量含 １％时 ， 差可达 ４ ， 电流中 的 经 过互感器 时 ． 感器对各次谐 波成 分的转换 比例 就不一致 ． 而使 ０ 误 ％）而 被测信号发生变形。 在这种情况下 ． 测量误 差会很 大。 研究发现 。 在波 直流分量影响则要小得多 形畸变情况下 ， 互感器的波形变换误差 随谐波次数 的增加 而非线性 的 １ 谐波功率对感应式电能表计量 的影响 ． ３ 偶次谐波的波形变换 误差 比奇次谐波更大 。 感应式电能表只在工频 附近很窄 的频率范围且 电压 、 电流为正弦 增大 ． 有关 文献指 出 ０ 级或精度更好 的电磁 式电流（ ． ５ 或电压 ） 互感器 ． 波条件下才能保证最佳的工作性能 大量 的研究结果表 明． 当系统 中 对 于 ２ Ｈ 以下 的电流或 ｌＨ 以下的电压 ． ｋｚ ｋｚ 具有较 好的频率特性 ． 幅 电压 、 电流波形 因各种原 因偏离 正弦有畸变时 ， 感应式 电能表 的测量 值 和角度差都能基本满足要求 准确度将下降 对 于其它类型的电压互感器如电阻分 压器 ． ｌ 贝 只适 用于电压小 于 ｊ 这 主要是 因为在负荷上当基波 电压电流不变而又含有谐波时 ， 电 ｋ 纯 能表电压线 圈阻抗和转盘阻抗都会 变化 ． 电压 工作磁通 和对应 的 ｌＶ的谐波测量 ： 电容分压器 的误差 主要 由对地 的杂散电容引起 ． 导致 与频率无关 ， 因此可对谐波精确测量 ． 即波形不失真 ： 是对 于电容式 但 电流磁通变化 ， 从而影响电能表的计量精度 。 同时 ． 当存在谐 波电压 与 Ｃ Ｔ ，由于其电磁式 电压互感器 的等值 电感 Ｌ成非线 谐波 电流时 ， 由谐波和基波叠加而成的电压 、 电流波形发生 畸变 ， 由 电压互感 器 （ Ｖ ） 但 ｚ Ｖ 于对应铁心导磁率 的非线性 ． 磁通并不 能相应 的成线性变化 。根据 电 性 ，Ｌ大小随运 行电压和频率变化 ．因此 Ｃ Ｔ的变 比在不 同的频率 在一定的频率下 ， 还有可能产生谐 （ 下转第 ２ ７页 ） 路原理 ． 同频率的电压和电流相互作用才产生平均功率 ： 只有 同样 ． 根 下差别很大 。此外 ，
谐波对电能计量的影响分析 苏浩
谐波对电能计量的影响分析苏浩摘要：近几年，伴随智能建筑快速发展和进步，作为建筑中典型的非线性负荷，电子设备会产生大量无功功率与谐波，严重污染了配电系统，导致电能质量大幅下降。
因此，重点分析谐波产生与影响，探讨有效的电能计量改进方法是具有重要现实意义的。
关键词：电能计量；谐波影响；改进措施1 电力系统中的主要谐波源对于交流电网而言，其有效分量是单一的工频频率，任何与该频率不同的成分，实际上都能够算是电力谐波，一般情况下，谐波是正弦电压加压于非线性负载，导致基波电流的畸变而产生的。
谐波的存在，会对电力系统产生污染，不仅降低了电能的质量，而且会在一定程度上增加附加损耗，给电力系统的安全稳定运行带来巨大威胁。
因此，做好谐波源的分析，对于谐波的控制和治理而言是非常关键的。
在传统电网中，由于网络架构简单，谐波源一般只有变压器，而且谐波电流极小，基本上不会对电力系统产生很大的影响。
而伴随着电力系统的飞速发展，电力电子设备取代变压器成为了主要的谐波源，在其运行过程中，通常都会利用二极管，将交流电转化为直流电，或者利用桥式整流器将直流电转化为交流电，而在电子开关、工业整流设备中，存在着一些容量较大的滤波电容器，会导致二极管导通角变小，必须在交流电压正弦波最大值附近才可以实现导通，使得交流输入的电流波出现了严重畸形的情况，三次谐波甚至会在基波上形成窄尖峰脉冲，降低线路的功率因数。
在现代电网中，变压器、电抗器、整流器等都是谐波的主要来源。
2 谐波对电能计量的影响2.1 谐波对互感器产生误差互感器的类型有很多，本文主要分析的是谐波对电磁式互感器产生的误差。
一方面是谐波对电压互感器的影响。
在发电站或者变电站中，电压互感器一般安装在距离计量表安装点较远的地方，两者之间还存在着许多电缆、隔离开关以及接线端子等元件。
这些元件的存在会产生二次回路阻抗，包括接触电阻、导线阻抗以及元件内阻。
这些二次回路阻抗会对电压互感器造成影响，主要是两端的电压不一致，从而引起计量的误差。
电力谐波及其对电能计量的影响
一
性 负载 从 电网 中吸 收 的基波 功率 的一 部 分转 化而 来 的， 同时又 通过 电 网在线 路 、线性 负载 及 发 电机 中 分配 。。 ３２ 感应式 电能表 的频率 特性 我 国 目前在 电能计量 中应用最 广的计 量仪表 为感应 式 电能表 ， 这种仪表 按 基 波频率 设 计， 灵敏度 高。研 究波 形 畸变对 电能表 影响 的重 要依 据就 是它 的 频 率特性 。 从图１ 的误 差 与频率 关系 曲线 可 以看 出误 差为 负， 随频率增 大 而增大 ， 且 表 明感 应 式 电能 表有 下 降 的频 率特 性 。文献 ６分析 了误 差产 生 的原 因 。在 对谐 波功 率特 性分 析 的基础 上， 际应用 中 电能表 反映 的 电能值可 表示 为ｉ ： 实
１前言
近 年来 ， 线性 负荷 日渐增 多， 非 特别是 ‘‘ 大功率 变流 设备 和 电弧 炉 的大 些 量应 用， 导致 电网 中产 生大量 的高 次谐 波 电流 ， 而 引起 电压 波形 发生 较大 的 进 畸变 。 电能计 量 数据 是 发 电企 业 、输配 电企 业 、电力 用 户之 间进 行 贸 易 结 算 的依据 ， 的准 确与 否直 接 影响到 三 者的 利 益以及 交 易的合 理 性。 电能计 它 量是 电力系 统收 费的 依据 ， 电 网中谐波 的存 在， 而 使工 业及 日常生 活 中使用 的 电能计 量装 置误 差加 大， 影响 电 网的经 济运行 。因此 ， 充分 分析谐 波对 电 能计 量的 影 响，并对 新 的电能 计量 方 法和 计 量装 置进 行 研 究有 重要 意义 。 ２谐波 产生 的原 因及 测 量 方法 ２ １谐 波产 生的原 因 电力系统 中谐 波 的产 生主要 来 自于 以下 三个 方面 ： 是发 电源 质量 不 高产生 谐波 。发 电机 由于三 相绕 组在 制作 上很难 做 到 绝 对对 称， 铁心也 很难 做到 绝对 均匀 一致和 其他 的一 些原 因， 电源 多少 会产 发 生 一 些谐 波 ， 一般 来 说很 少 。 但 二 是输 配 电系统 产 生谐 波 ． 配 电系 统 中主 要 是 电力变 压 器产 生 谐波 。 输 由于变压器铁 心 的饱和， 磁化 曲线的 非线性， Ｅ 加 设计变压 器时考 虑经济 性， 其 工作 磁密 选择在 磁化 曲线 的近饱 和段 上， 这样 就使 得磁化 电流呈尖 顶波 形， 因 而 含有 奇次谐 波 。铁 心 的饱和程 度越 高， 压器 工作 点偏 离线性 越远 ， 波 电 变 谐
性 负载 从 电网 中吸 收 的基波 功率 的一 部 分转 化而 来 的， 同时又 通过 电 网在线 路 、线性 负载 及 发 电机 中 分配 。。 ３２ 感应式 电能表 的频率 特性 我 国 目前在 电能计量 中应用最 广的计 量仪表 为感应 式 电能表 ， 这种仪表 按 基 波频率 设 计， 灵敏度 高。研 究波 形 畸变对 电能表 影响 的重 要依 据就 是它 的 频 率特性 。 从图１ 的误 差 与频率 关系 曲线 可 以看 出误 差为 负， 随频率增 大 而增大 ， 且 表 明感 应 式 电能 表有 下 降 的频 率特 性 。文献 ６分析 了误 差产 生 的原 因 。在 对谐 波功 率特 性分 析 的基础 上， 际应用 中 电能表 反映 的 电能值可 表示 为ｉ ： 实
１前言
近 年来 ， 线性 负荷 日渐增 多， 非 特别是 ‘‘ 大功率 变流 设备 和 电弧 炉 的大 些 量应 用， 导致 电网 中产 生大量 的高 次谐 波 电流 ， 而 引起 电压 波形 发生 较大 的 进 畸变 。 电能计 量 数据 是 发 电企 业 、输配 电企 业 、电力 用 户之 间进 行 贸 易 结 算 的依据 ， 的准 确与 否直 接 影响到 三 者的 利 益以及 交 易的合 理 性。 电能计 它 量是 电力系 统收 费的 依据 ， 电 网中谐波 的存 在， 而 使工 业及 日常生 活 中使用 的 电能计 量装 置误 差加 大， 影响 电 网的经 济运行 。因此 ， 充分 分析谐 波对 电 能计 量的 影 响，并对 新 的电能 计量 方 法和 计 量装 置进 行 研 究有 重要 意义 。 ２谐波 产生 的原 因及 测 量 方法 ２ １谐 波产 生的原 因 电力系统 中谐 波 的产 生主要 来 自于 以下 三个 方面 ： 是发 电源 质量 不 高产生 谐波 。发 电机 由于三 相绕 组在 制作 上很难 做 到 绝 对对 称， 铁心也 很难 做到 绝对 均匀 一致和 其他 的一 些原 因， 电源 多少 会产 发 生 一 些谐 波 ， 一般 来 说很 少 。 但 二 是输 配 电系统 产 生谐 波 ． 配 电系 统 中主 要 是 电力变 压 器产 生 谐波 。 输 由于变压器铁 心 的饱和， 磁化 曲线的 非线性， Ｅ 加 设计变压 器时考 虑经济 性， 其 工作 磁密 选择在 磁化 曲线 的近饱 和段 上， 这样 就使 得磁化 电流呈尖 顶波 形， 因 而 含有 奇次谐 波 。铁 心 的饱和程 度越 高， 压器 工作 点偏 离线性 越远 ， 波 电 变 谐
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响电力谐波是指电力系统中频率为基波整数倍的交流电波，它是由非线性负载所产生的。
随着电力系统中非线性负载的不断增加，电力谐波的问题越来越引人关注。
电能表是电力系统中用于计量电能的仪器，而电力谐波会对电能表的电能计量产生一定的影响，这就需要对电力谐波对电能表电能计量的影响进行深入研究。
1. 电力谐波对电压、电流波形的畸变电力谐波会导致电压、电流波形发生畸变，从而引起电能表电能计量误差。
由于电压、电流波形的畸变，电能表可能会出现误判相位、误判有效值等问题，导致计量误差增大。
电力谐波还会对电能表内部电路产生影响，引起电路失真，导致计量误差增大。
例如，所谓的“电磁式电能表”，它的电路中包含一定的电感和电容元件，在电力谐波的作用下，这些元件可能会改变运行状态，进而影响计量精度；而所谓的“电子式电能表”，它的电路中包含一定的滤波电路，用于削弱电力谐波的影响，但这些滤波电路的设定参数可能会影响电能表的计量精度。
3. 电力谐波对电能表的测量范围和精度造成影响电力谐波的存在，会让一些电能表的测量范围受到一定的限制。
例如，一些低档次的电能表可能无法满足测量高次谐波的要求，从而导致计量误差增大。
此外，由于电力谐波对电能表的影响，电能表精度也可能受到一定程度的影响。
因此，在设计和选择电能表时，需要考虑电力谐波对计量精度的影响。
1. 安装谐波滤波器安装谐波滤波器是降低电力谐波影响的重要措施。
谐波滤波器采用适当的滤波元件，通过消除电力谐波来保证电能表的计量精度。
2. 选择合适的电能表选择合适的电能表是降低电力谐波影响的重要手段。
选用电能表时需要考虑电能表的测量范围、精度以及所采用的计量方式，从而满足电力谐波对电能计量的要求。
3. 加强对非线性负载的控制由于电力谐波是由非线性负载所产生的，因此加强对非线性负载的控制也是防止谐波产生的重要手段。
对于电力系统中的非线性负载，可以采用高效稳定的电源、降低谐波电流、改善谐波波形等措施来降低其影响。
浅析电力谐波对电能计量的影响
非 线 性 用 户 向 电网注入 的谐波越 来越 多 ， 其不仅 影响 电 能计量 ， 还 将 造 成 计量 漏计 的现 象 ， 严 重 危 害电力安 全 。 下 面 本 文 就 在 分 析 电 力 谐 波 对电能计 量的影 响基础上 ， 对 合 理 电 力 计 量方式进 行探讨 。
会 会 导 致 其 电 能 表 中 电 压 工 作 磁 通 的 改 电 能 表 ， 严 格 按 照 国标 要 求 来 进 行 谐 波 治 变； 而 且 电能表 中 ， 也 会 由 于 转 盘 阻 抗 变 理 ， 选 择 合 适 的 电能 计 量 方式 ， 可 以 有 效 降 化， 从 而 引起 电流 磁 通 的 变 化 ， 影 响 电 磁感 低 电力 谐 波 对 电 能 计 量 的 影 响 【 ＂ 。 应 式 电能 表 测 量 的精 度 。 在 感应 式 电能 表 （ １ ） 电力谐 波大 量 注入 电网 中 ， 会 使 电力 基础上 ， 改 进 感 应 式 电 能 表 电能 计 量 的 非 系统 的电 压以 及 电流 波 形 发生 严重 的 变形 ， 线性数学 模型 ， 以 全 能 量 为 计 量 标 准 或 者 影 响 仪 器 、 仪表的准确性 ， 然 而 电 力计 量 是 是 以基波 能量为计量标 准的时 候 ， 由于 感 关 系到 电 力供 需双 方 积 极效 益 的关 键 ， 也 是
１ 电力谐 波的产生原 因
（ １ ） 当发电机的 电源质量不高 时 ， 就 将 会产生谐 波【 １ ｌ ， 这 是 因 为 发 电 机 是 由 三 相 绕组而 成的 ， 这 在 制 作 上 是 很 难 绝 对 对 称 的， 因此 ， 其发 电机 的铁 心也 难 做 到 均 匀 一
量点 ， 当电 力谐 波以 超 过 国标 上 的 规定 时 ， 可 以 采 用 相 同 准 确 级 的 全 电 子式 电能 表 或 致， 因此 ， 其产 生 的 电源 多少 也 会 带 有 少 量 基 波 和 各 次 谐 波 电 能 的 和 。 者是 电磁感应式 电能表 ， 也 可 以 使 用 具 有 的谐波 。 （ ３ ） 在 电 子 式 电能 表 中 ， 根 据 其 时 分 割 计 量 谐 波 分 量 的 多 功 能 电 能 表 。 （ ２ ） 在 用 电设 备 中 ， 大 都 会 采 用 晶 闸 管 乘 法 器结 构 和 工 作 原 理 ， 可 以 建 立 仿 真 的 （ ３ ） 当电 力谐 波 是 大 功 率 变 流 设备 以及 整流 ， 特 别是在开关 电源 、 电力机车 、 充 电 乘 法 器模 型 ， 并 通 过 计 算 分 析 以 及 仿 真 分 电弧 炉 等 电 力 负 载 产 生 的 时 候 ， 其 电 能 表 装置、 铝 电 解 槽上 也得 到 了广 泛 的应 用 ， 这 析 的 方 式 ， 分 析 电 力 谐 波 对 电 能 计 量 的影 中会 记 录 负 荷 消 耗 基 波 有 功 电 能 ， 此 时 采 就会产生大量的电力谐波。 对于 电弧 炉 、 电 响。 可 知在 电子 式 电能 表 的 电能 计 量 上 ， 其 用 电磁 感 应 式 电 能 表 更 合 理 ； 如 果 是 电力 可 以 采 用 全 电 石炉等 ， 会 因为 三 相 负 荷 的 不 平 衡 而 产 生 误 差 因频 率 变 化 的影 响 比较 小 ， 电子 式 电 谐 波 是 由电 网产 生 的 时 候 ， 子 式 电能 表 ， 能 反映 出 实 际 的 电 能 计 量 。 电力谐波 ， 从 经变 压 器注 入 电 网 ； 而 在 气 体 能 表 对 各 次 电 力 谐 波 的 响 应 系 数 为 Ｋｈ— ｌ ， 所引起误 差频率特性 曲线也较 为平坦 ， 电力谐 波对 电能计量 的影 响， 可 以 采 因此 ， 在 电 力 谐 波 中 使 用 电 子 式 电能 表 误 用 合 理 的 计 量 方 式 ， 按 照 电价 体 系 中 电 力 电 子式 电能 表 中 ， 电能 基 本 表 达 式 成 本 合 理 分 摊 的 原 则 ， 对于调 光灯具 、 电视 机 、 计算机 、 录 像 机 等 差 较 小 。 对 吸 收 电 力 谐 波 的 家用 电器 ， 也 会 因 为 调 压 整 流 装 置 而 产 生 如 公 式 １ 所示 ： 用户， 在 其 电 力价 格 以 及 用 电 量 上 给 予 适 电力谐波 ， 严重影响 电能计 量的准确性 。 公式 １ ： ｗ（ ｔ ） ＝， ｐ （ ｔ ） ｄ ｔ ＝， ｕ （ ｔ ） ｉ （ ｔ ） ｄ ｔ 当的谐波分量补 偿 ， 并 按 谐 波 分 量 比 例 调 其中， Ｕ 、 ｉ 、 ｐ 就 是 瞬时 电压 、 电流 以及 功 整 用 电 价 格 ， 综 合 治 理 非 线 性 负 载 用 户谐 （ ３ ） 在 国家 电 网 中 ， 其 输 配 电 系 统 也 会
会 会 导 致 其 电 能 表 中 电 压 工 作 磁 通 的 改 电 能 表 ， 严 格 按 照 国标 要 求 来 进 行 谐 波 治 变； 而 且 电能表 中 ， 也 会 由 于 转 盘 阻 抗 变 理 ， 选 择 合 适 的 电能 计 量 方式 ， 可 以 有 效 降 化， 从 而 引起 电流 磁 通 的 变 化 ， 影 响 电 磁感 低 电力 谐 波 对 电 能 计 量 的 影 响 【 ＂ 。 应 式 电能 表 测 量 的精 度 。 在 感应 式 电能 表 （ １ ） 电力谐 波大 量 注入 电网 中 ， 会 使 电力 基础上 ， 改 进 感 应 式 电 能 表 电能 计 量 的 非 系统 的电 压以 及 电流 波 形 发生 严重 的 变形 ， 线性数学 模型 ， 以 全 能 量 为 计 量 标 准 或 者 影 响 仪 器 、 仪表的准确性 ， 然 而 电 力计 量 是 是 以基波 能量为计量标 准的时 候 ， 由于 感 关 系到 电 力供 需双 方 积 极效 益 的关 键 ， 也 是
１ 电力谐 波的产生原 因
（ １ ） 当发电机的 电源质量不高 时 ， 就 将 会产生谐 波【 １ ｌ ， 这 是 因 为 发 电 机 是 由 三 相 绕组而 成的 ， 这 在 制 作 上 是 很 难 绝 对 对 称 的， 因此 ， 其发 电机 的铁 心也 难 做 到 均 匀 一
量点 ， 当电 力谐 波以 超 过 国标 上 的 规定 时 ， 可 以 采 用 相 同 准 确 级 的 全 电 子式 电能 表 或 致， 因此 ， 其产 生 的 电源 多少 也 会 带 有 少 量 基 波 和 各 次 谐 波 电 能 的 和 。 者是 电磁感应式 电能表 ， 也 可 以 使 用 具 有 的谐波 。 （ ３ ） 在 电 子 式 电能 表 中 ， 根 据 其 时 分 割 计 量 谐 波 分 量 的 多 功 能 电 能 表 。 （ ２ ） 在 用 电设 备 中 ， 大 都 会 采 用 晶 闸 管 乘 法 器结 构 和 工 作 原 理 ， 可 以 建 立 仿 真 的 （ ３ ） 当电 力谐 波 是 大 功 率 变 流 设备 以及 整流 ， 特 别是在开关 电源 、 电力机车 、 充 电 乘 法 器模 型 ， 并 通 过 计 算 分 析 以 及 仿 真 分 电弧 炉 等 电 力 负 载 产 生 的 时 候 ， 其 电 能 表 装置、 铝 电 解 槽上 也得 到 了广 泛 的应 用 ， 这 析 的 方 式 ， 分 析 电 力 谐 波 对 电 能 计 量 的影 中会 记 录 负 荷 消 耗 基 波 有 功 电 能 ， 此 时 采 就会产生大量的电力谐波。 对于 电弧 炉 、 电 响。 可 知在 电子 式 电能 表 的 电能 计 量 上 ， 其 用 电磁 感 应 式 电 能 表 更 合 理 ； 如 果 是 电力 可 以 采 用 全 电 石炉等 ， 会 因为 三 相 负 荷 的 不 平 衡 而 产 生 误 差 因频 率 变 化 的影 响 比较 小 ， 电子 式 电 谐 波 是 由电 网产 生 的 时 候 ， 子 式 电能 表 ， 能 反映 出 实 际 的 电 能 计 量 。 电力谐波 ， 从 经变 压 器注 入 电 网 ； 而 在 气 体 能 表 对 各 次 电 力 谐 波 的 响 应 系 数 为 Ｋｈ— ｌ ， 所引起误 差频率特性 曲线也较 为平坦 ， 电力谐 波对 电能计量 的影 响， 可 以 采 因此 ， 在 电 力 谐 波 中 使 用 电 子 式 电能 表 误 用 合 理 的 计 量 方 式 ， 按 照 电价 体 系 中 电 力 电 子式 电能 表 中 ， 电能 基 本 表 达 式 成 本 合 理 分 摊 的 原 则 ， 对于调 光灯具 、 电视 机 、 计算机 、 录 像 机 等 差 较 小 。 对 吸 收 电 力 谐 波 的 家用 电器 ， 也 会 因 为 调 压 整 流 装 置 而 产 生 如 公 式 １ 所示 ： 用户， 在 其 电 力价 格 以 及 用 电 量 上 给 予 适 电力谐波 ， 严重影响 电能计 量的准确性 。 公式 １ ： ｗ（ ｔ ） ＝， ｐ （ ｔ ） ｄ ｔ ＝， ｕ （ ｔ ） ｉ （ ｔ ） ｄ ｔ 当的谐波分量补 偿 ， 并 按 谐 波 分 量 比 例 调 其中， Ｕ 、 ｉ 、 ｐ 就 是 瞬时 电压 、 电流 以及 功 整 用 电 价 格 ， 综 合 治 理 非 线 性 负 载 用 户谐 （ ３ ） 在 国家 电 网 中 ， 其 输 配 电 系 统 也 会
浅析谐波对感应式电能表计量的影响
的 影 响 ， 利 于 电力 能 源 计 量工 作 的科 学 管 理 。 有
【 关键词１ 谐波 电流
感应式 电能表
影响分析
对策研究
谐 波 源 ； 电 网 中投 切 空载 变 压 器 或 电容 器 时 ， 当 也会 形 成 突 发 性 谐波 源 。 ３ 受 功 率 转 换 器 的 脉冲 影 响 ： 、 谐波 电流的产生与功率转换器 的脉冲数量相关。 功率变换器 的脉冲数 越 高 ， 波 分 量 的频 率 次 数就 越 高 ， 振 幅 就 越 低 。 供 电 网络 阻 抗 下 导 致 谐 而 在
双 语 教 学 对 于 大 部 分 老 师 来 说 属 于“ 肋 ”一 、 设 双 语 教 学 课 程 的 鸡 ： 开 难度 比一 般 课 程 要 高 ， 师 要从 两 方 面 考 虑 学 生 的 需求 ； 、 生 的 外 语 水 老 二 学
推动圆盘 并带动齿轮驱动计度 器鼓轮转动 。当电能表 电路接入后 ， 分别产 生相关的 电压磁路和 电流磁路 ， 交变磁通 穿过转盘 而产生涡流， 涡流相互 作 用 在 转 盘 中产 生驱 动 转 矩 ， 而 形 成 电 能计 量 数 据 。 进 ２ 感应 式 电 能表 的频 率 特 性 ： 、 电能表的频率特性是研究波形畸变对 电能表影响的重要依据 。 电能表 接入电路， 当电路电压 电流发生变化 负荷 的补偿力矩 等将 随谐波频率的变化而改 变 。造成电能表转速变慢 ， 导致 电能表产 生数据误差。 三、 谐波对摩应式 电能表计量功能的影 响：
科 学 论 坛
浅析谐波对感应式电能表计量的影响
车 兆丰 陈 日 Ｈ
１ １０ ） ５ ９ ０ （ 黑龙江省木兰电业局
【 要１ 谐波是电力能源运行中， 攮 电流频率大于基波频率时产生的电量。它是由于电流正弦电压超压于非线性负载， 导致基波电流发生畸变形成 的。 感应式电能表是现代电力能源的计量仪器， 谐波电流的产生， 对于感应式电能表计量功能具有重要的影响。 辩证的认识谐波电流对感应式电能表功能
【 关键词１ 谐波 电流
感应式 电能表
影响分析
对策研究
谐 波 源 ； 电 网 中投 切 空载 变 压 器 或 电容 器 时 ， 当 也会 形 成 突 发 性 谐波 源 。 ３ 受 功 率 转 换 器 的 脉冲 影 响 ： 、 谐波 电流的产生与功率转换器 的脉冲数量相关。 功率变换器 的脉冲数 越 高 ， 波 分 量 的频 率 次 数就 越 高 ， 振 幅 就 越 低 。 供 电 网络 阻 抗 下 导 致 谐 而 在
双 语 教 学 对 于 大 部 分 老 师 来 说 属 于“ 肋 ”一 、 设 双 语 教 学 课 程 的 鸡 ： 开 难度 比一 般 课 程 要 高 ， 师 要从 两 方 面 考 虑 学 生 的 需求 ； 、 生 的 外 语 水 老 二 学
推动圆盘 并带动齿轮驱动计度 器鼓轮转动 。当电能表 电路接入后 ， 分别产 生相关的 电压磁路和 电流磁路 ， 交变磁通 穿过转盘 而产生涡流， 涡流相互 作 用 在 转 盘 中产 生驱 动 转 矩 ， 而 形 成 电 能计 量 数 据 。 进 ２ 感应 式 电 能表 的频 率 特 性 ： 、 电能表的频率特性是研究波形畸变对 电能表影响的重要依据 。 电能表 接入电路， 当电路电压 电流发生变化 负荷 的补偿力矩 等将 随谐波频率的变化而改 变 。造成电能表转速变慢 ， 导致 电能表产 生数据误差。 三、 谐波对摩应式 电能表计量功能的影 响：
科 学 论 坛
浅析谐波对感应式电能表计量的影响
车 兆丰 陈 日 Ｈ
１ １０ ） ５ ９ ０ （ 黑龙江省木兰电业局
【 要１ 谐波是电力能源运行中， 攮 电流频率大于基波频率时产生的电量。它是由于电流正弦电压超压于非线性负载， 导致基波电流发生畸变形成 的。 感应式电能表是现代电力能源的计量仪器， 谐波电流的产生， 对于感应式电能表计量功能具有重要的影响。 辩证的认识谐波电流对感应式电能表功能
谐波对电能计量的影响
： ： Ｃ ｌ Ｉ ｜ ｌ １ Ｉ ｌ ｌ ｌ ： ： ｃ ２ ｃ ３ ： ： ｉ
Ｊ
图 ２ 电磁 式 电压 互 感 器
质量 下降 ． 并 且 谐 波 污 染 对 输 电设 备 、 通讯设备 、 测量仪器 、 计 量仪 器 等 装 置 都 会 产 生 不 同程 度 的影 响 。其 中谐 波对 电 能计 量 仪 器 的 影 响较 为显 著 ， 分 析 了谐 波 的相 关 概 念 ， 并 对 谐 波 对 不 同类 型 的 电能 表 的 影 响 进行 了 细致 的分 析 。 关键词 ： 谐波； 电 能计 量 ： 影 响
的电能计 量误 差会进 一 步影 响电力调 度 的科学 性和 准确性 。 因 此 加 强 对 谐 波 对 电 能 表 的影 响 分 析 成 为 我 国 电 力 研 究 的 重 要 内容 。
１ 谐波概念和对 电能计 量影响的作用原理
谐 波 是 指 一 个 周期 电 气 量 的 正 弦 波 分 量 ，通 常情 况 下 ， 其 频 率 是 基 波 的 整数 倍 ， 人 们 通 常 也 称谐 波 为 高次 谐 波 。 电 网 中 的 非 线 性 负荷 设 备 产 生 的 谐 波 会 影 响 电 网 系 统 的
谐 波对 电能计 量 的 影 响
薛 永
［ 陕 西 省 地 方 电力 （ 集 团） 有 限公 司 乾 县 供 电分 公 司 ， 陕西乾县 ７ １ ３ ３ ０ ０ ］
摘
要： 各种非线性负荷 （ 如 电视 机 、 计 算机 、 电炉 等 ） 在 运 行 时 都会 使 电 网 中 产 生 谐 波 电压 和谐 波 电 流 ， 造 成谐 波 污 染 ， 进 而 导 致 电 能
电感 之 间 的 谐振 ， 这 将 进 一 步 扩大 误 差 。
谐波的主要影响
谐波的主要影响作用（谐波的危害）1．对电费计量系统的危害：由于谐波电流的波形不同于基波电流，当系统谐波电流含量较高时，会严重影响电费计量系统，计量系统若不能区分谐波电流与基波电流，将谐波电流计为有功电流，造成用户多支出电费。
2．计算机和一些其它电子设备：如PLC等，对电能质量要求较高，较高的谐波可导致控制设备误动作，进而造成生产或运行中断，导致较大的经济损失。
3．变压器：对变压器而言，谐波电流可导致铜损和杂散损增加，谐波电压则会增加铁损。
与纯正基本波运行的正弦电流和电压相较，谐波对变压器的整体影响是温升较高。
须注意的是; 这些由谐波所引起的额外损失将与电流和频率的平方成比例上升，进而导致变压器的基波负载容量下降。
而当你为非线性负载选择正确的变压器额定容量时，应考虑足够的降载因子，以确保变压器温升在允许的范围内。
还应注意的是用户由于谐波所造成的额外损失将按所消耗的能量(仟瓦一小时)反应在电费上，而且谐波也会导致变压器噪声增加。
4. 电力电缆:在导体中非正弦波电流所产生的热量与俱有相同均方根值的纯正弦波电流相较，则非正弦波会有较高的热量。
该额外温升是由众所周知的集肤效应和邻近效应所引起的，而这两种现象取决于频率及导体的尺寸和间隔。
这两种效应如同增加导体交流电阻，进而导致I2Rac损耗增加。
5. 电动机与发电机:谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外温升。
这些额外损失将导致电动机效率降低，并影响转矩。
当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时，其扭动转矩的输出将影响所生产产品的质量。
对于旋转电机设备，与正弦磁化相比，谐波会增加噪音量。
像五次和七次这种谐波源，在发电机或电动机负载系统上，可产生六次谐波频率的机械振动。
机械振动是由振动的扭矩引起的，而扭矩的振动则是由谐波电流和基波频率磁场所造成，如果机械谐振频率与电气励磁频率重合，会发生共振进而产生很高的机械应力，导致机械损坏的危险。
谐波存在时的改进电能计量方法和应用探析
谐波存在时的改进电能计量方法和应用探析【摘要】谐波的存在会对于电能计量工作的开展产生非常不利的影响。
本文从阐述谐波存在时对于电能计量的影响入手，对于谐波存在时改进电能计量方法的应用进行了分析。
【关键词】谐波；电能计量；应用方法谐波主要是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，当谐波存在时往往会给电能计量工作的精确性带来非常大的影响。
因此只有工作人员改进相应的计量方法并且将这些方法应用于大量的计量实践中才能够有效的规避谐波带来的不利影响。
一、谐波存在时对于电能计量的影响谐波存在时对于电能计量的影响是多方面的，以下从影响计量精确性、影响设备使用寿命、影响电路事故概率、造成电能计量误差等方面出发，对于谐波存在时对于电能计量的影响进行了分析。
1.影响计量精确性谐波存在时会比较严重的影响到电能计量的精确性。
众所周知随着我国电力系统的不断发展，在这一过程中电能计量工作本身的重要性也开始逐渐的体现出来。
其次，由于电力能源供应的便捷性和精确性也在很大程度上影响到了我国工业发展的水平，并且也会影响到千万企业的经济收益。
因此在这一过程中电力能源的作用实际上是无可替代的。
在这一过程中需要注意的是，电能得到准确的计量对于电能的顺利供应是十分重要的，因此对于谐波影响的分析也就具有很强的现实意义了。
2.影响设备使用寿命谐波存在时也会在不同程度上影响到设备的使用寿命。
通常来说当谐波存在时对于电力设备使用寿命的损害是随着电能的消耗而持续增加的。
在这一过程中随着谐波被大量应用到电力网络中，谐波对于电力系统造成影响开始逐渐被人们所认知。
其次，由于谐波被应用到电力系统中会对于各种设备、线路都会造成不同程度的影响，并且在部分情况下还会使得设备的损坏速度越来越快，因此在很大程度上造成了电力企业的整体收益的损失和降低。
3.影响电路事故概率谐波存在时还会影响到电路事故的发生概率。
由于导致电路事故的发生谐波被大量应用到电力系统中则会在很大程度上導致谐振现象的出现，从而会使得电力行业对于各个工厂、每个行业的电能供应受到很大程度的影响。
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试分析谐波对电能计量的影响
发表时间：2016-04-29T10:52:33.803Z 来源：《电力设备》2015年第11期供稿作者：王颖[导读] 安顺供电局计量中心本文将从谐波对电能计量的影响进行分析，并结合工作实际提出削弱和消除谐波影响的方案措施。
（安顺供电局计量中心贵州安顺）摘要：电能作为社会生产生活的主要能源，是保障社会发展稳定的重要能源基础，在现阶段我国电力行业发展快速的背景下，电力公司进一步加强对对电能计量的控制和管理，以分析谐波对电能计量的影响并提出解决方案来减小电能计量的误差，从而保障市场经济下各行业各领域的经济效益，便利人们的日常生活。
本文将从谐波对电能计量的影响进行分析，并结合工作实际提出削弱和消除谐波影响的方案措施。
关键词：谐波电能计量方案措施
电力资源一直以来作为我国社会发展的主要能源动力，其电能计量的准确性和可靠性对于电能用户的生活质量和经济效益起着重要影响，尤其在各行业各领域不断发展的现今，提高电能计量的准确性和科学性才能保障电力行业的经济效益、保障各企事业单位的经济效益。
电能计量是电力企业收取费用的重要依据，但在电力传输的过程中由于受到谐波的影响常常导致电能计量出现误差，从而直接影响了电力企业的经济效益和电能用户的根本利用[1]。
在现阶段科学技术不断发展完善的时代背景下，电能计量的方法变得更加科学严谨，电力企业通过对谐波所导致的电磁感应式电能表、全电子式电能表的电能计量进行误差原因分析，制定出削弱和消除谐波影响的方案措施，提高了电能计量的准确性和可靠性。
因此研究谐波影响下如何采用准确科学的电能计量方法受到了电力企业的高度重视，具有研究价值和现实意义。
一、谐波影响导致电能计量产生误差当前企业在大量使用电能的情况下导致大功率的感性负载，促使电力网在电力传输的过程中出产生了大量高次谐波，从而对电能的计量产生了影响干扰，导致电能计量表数值出现误差，从而增加了企业的生产成本，影响了企业的经济效益。
目前我国各行业运用较为广泛的两种电能表主要为电磁感应式电能表和全电子式电能表，其产生的谐波对两者都有一定的影响。
（一）对电磁感应式电能表的影响电磁感应式电能表的优点是动态连续、直观、且停电依然保持数据，其由于使用的器件为铁磁线圈，会受到磁力和谐波的巨大影响。
基于所接收的电流是以基波的形式来进行传导的，因此其产生谐波对其产生的电能计量误差原因为电力传输过程中一旦产生高次谐波，磁路中便相当于附加了谐波磁通，电压线圈以及旋转圆盘的阻抗会受到谐波磁通的影响而产生变化，从而影响电磁感应式电能表周围的电压和电流发生变化，最终导致电能计量出现误差[2]。
此外，畸形波形的产生也将影响电流电压无法产生线性变化从而发生即便，这就导致电磁器件的周围在基础电压上附加了谐波电压，谐波电压与谐波电流的相互作用也将导致电能计量出现误差。
（二）对全电子式电能表的影响全电子式电能表运用数字电路或模拟电路来得到电压和电流向量的乘积，然后通过数字电路或模拟电路来实现电能计量，其工作的原理是通过特殊的电能表集成电路将处理过的实时电压和电流转换成脉冲，继而实现输出。
而这样转换生成的脉冲与电能本身之间便存在正比关系，这也就促使电能数据在电能表上得以显示。
谐波对于全电子式电能表的影响主要在于全电子式电能表在工作过程中实施电路的瞬时值进行数据采用了科学理论进行计算，而计算中包含了标准电路电能和谐波有功电能两个部分，实际计算与理论计算之间存在一定的差距。
此外，由于在电路中产生的基波和谐波两者产生的电能是反方向流动的，而全电子式电能表记录的电能数据是基波与谐波两者的代数和，这就导致了数据显示的误差，即计算的数值中没有包含谐波有功电能，甚至会比基波有功电能还小。
除此之外，影响全电子式电能表出现误差的原因还有环境温度、计算方法、电子元件受损程度以及使用频率、加载的电压电流条件变化等因素都会影响谐波的变化，从而影响干扰电能计量产生误差。
二、削弱或消除谐波影响的电能计量方法由于当前我国社会经济正处于快速发展阶段，各行业各领域在生产发展的过程中大量使用变压器、工业用电炉、电气化机车、整流设备等，这些设备在大量使用电能的过程中也会给电压造成一定的负荷，从而导致高次谐波的产生，进而影响到电能表的计量准确性，因此在当前未能找到其他能够消除高次谐波的替代设备及元件的情况下，运用科学计算方法来改进电能计量方法是提高电能计量准确性和可靠性的唯一方法[3]。
（一）谐波环境下影响电能计量的原因防止谐波电流的产生是消除电能计量误差的根本关键，现阶段可以通过安装调节谐波的装置和补偿功率因素两种方法来削弱谐波对电能计量的影响，但要进一步降低电能计量的误差，就要对基波和谐波拥有较清楚的认识，明确基波的有功和谐波的无用功，以此作为计算基础来计算有用功率的称量计算，从而制定出科学合理的电能计量方法。
（二）使用频率陡降的电能表
频率陡降的电能表是名副其实的基波电能表，因为谐波电压与电流产生的谐波功率为非线性负荷，而其在计算过程中采用集线性电压和电流来计算出对应的功率，因此谐波对其的影响程度相对较低，这也在很大程度上弥补了全电子式电能表的缺点。
（三）使用分频技术制作的电能表分频技术制作的电能表通过划分三个部分（基波电费、谐波消耗电能的惩罚性电费、消除谐波消耗电能的奖励性电费）的电能计算来分别收取费用，这就运用了电费杠杆来保障了企业和用户的根本权益，改变了以往人们对谐波电压的错误认识，以惩罚性和鼓励性的政策原则来对电能计量收费进行公平的制衡[4]。
此外，在使用分频技术制作的电能表时其在实现电能计量的过程中便能有效地将基波电能与谐波电能区分开来，并对不同传导方向谐波哦所产生的电能进行分别计算，在技术层面上最大程度的降低了电能计算的误差，实现电力企业对不同用户的区别收费，是未来电能计量可以依赖的重要技术措施。
（四）加强对电力技术的管理控制
除了上述中运用其他类型的电能表以外，要降低谐波对电能表的干扰影响还可以通过加强对电力技术的控制和强化电力管理的方法来对谐波进行过滤，及在电力系统中运用相关技术来加强对非线性负荷的拦截，从而降低电路中谐波的含量，削弱谐波对电能表的干扰影响，从而保整电能计量的准确度更加接近实际使用值[5]。
而针对这方面的管理控制，我国相关部门已经出台了一系列政策对其进行规范引导，比如对电网中谐波含量的允许范围标准进行了规范，以此来削弱谐波对电能计量的干扰影响，从政策上、技术上、管理上为实施电能计量方法提供了保障措施。
结束语：
综上所述，在当前尚未寻找到合适的消除谐波的电器元件的情况下，要削弱谐波对电能计量的影响只能依靠科学有效的计算方法和采用频率陡降电能表、分频技术制作的电能表，并结合电力技术干扰和电力技术管理方面的措施来最大程度降低谐波对电能计算的影响，才能尽可能地保障企业和用电用户的用电安全和根本利益。
参考文献
[1]罗亚桥，胡翀.谐波对电能计量的影响分析[J].电力自动化设备,2009,29(5):130-132.
[2]韩如成，赵旭，王畅，仇汴，尹瑞平.谐波对电能计量影响的分析及对策研究
[J].太原科技大学学报,2002,23(03):216-220.
[3]张鹏，向铁元，余志华.谐波对感应式电能表计量影响的分析及控制对策的研究[J].仪器仪表用户,2004,11(02):4-6.
[4]向铁元，张鹏，陈红坤.谐波对感应式电能表计量影响的分析与仿真研究[J].全国高等学校电力系统及其自动化专业学术年会,2003.
[5]欧阳森，蔡桂锋，彭汉华，黄安平.谐波对电能计量装置影响的误差分析[J].电器与能效管理技术,2009(21):48-51.。