浅谈用户谐波对电能计量的影响和抑制
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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
谐波的产生和危害有哪些 谐波的抑制方法
谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
关于“谐波的产生和危害有哪些谐波的抑制方法”的详细说明。
1.谐波的产生和危害有哪些1.谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率。
2.谐波可以通过电网传导到其他的电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动，使其局部过热，绝缘老化，寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3.谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
4.谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
5.电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。
2.谐波的抑制方法(一)降低谐波源的谐波含量在谐波源上采取治理措施，从源头上最大限度地避免谐波的产生。
这就需要在设计、制造和使用谐波源设备时，要注意谐波对供电系统及其供用电设备的影响，采取切实可行的治理措施。
用电业务管理部门要严格把关，对于没有采取治理措施的谐波源用户，要禁止其入网运行。
(二)在谐波源处吸收谐波电流这种方法是对已有谐波进行有效抑制的方法，也是目前电力系统使用最为广泛地抑制谐波的方法。
其主要方法有以下几种：1.无源滤波器无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，由L、C、R元件构成谐振回路，当LC回路的谐振频率和某一高次谐波电流频率相同时，即可阻止该次谐波流入电网。
这种方法由于具有投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点，是目前采用的抑制谐波及无功补偿的主要手段。
2.有源滤波器有源滤波器即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。
3.防止并联电容器组对谐波的放大在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。
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
电力谐波分量对电能计量的影响
提到的有功电能表的外部接线完全一样。在只有基波情况下， 这种无功电能表正确计量三相系统的无功电量。 2. 误差特性 电磁感应式电能表产生误差的原因很多，在这里只考虑系 统频率偏移和谐波的影响。 电磁感应式电能表的设计是按基波情况考虑的，在负荷电 压、电流不变的情况下，当频率变化时，由于电压线圈阻抗的 变化，导致电压工作磁通发生改变，同时由于转盘阻抗的变化 会使电流磁通也发生变化，从而影响电能表的测量精度。 二、傅立叶变换法用于电力系统的电能计量的提出 通过利用傅立叶变换法计算各次谐波分量，可以有效分析 电力系统中的谐波。 当电力系统的电压（或电流）d（t）中含有谐波分量时， d(t) 可以表示为各次谐波分量的迭加。 （5） 式中，Dn ─ n 次谐波电压（或电流）的有效值 ; ω ─基波角速度 ;φn ─ n 次谐波的初相角。 当 d(t) 满足“狄利克雷条件”时，根据傅立叶级数的收敛 定理，d(t) 可以表示为傅立叶级数形式 :
（10）
（11） 所以 , 对每个周期采样点数为 N 的离散采样系统 , 几次谐 波电压 ( 或电流 ) 的有效值、实部有效值、虚部有效值分别为 :
2 2 Dn = DRn + DIn
2 π DIn = ∫ d (t ) cos nωtd (ωt ) 2π −π
（12） （13）
DRn =
2 2 ∑ dk sin nk N N K =1
TECHNOLOGY APPLICATION|科技技术应用
电力谐波分量对电能计量的影响探讨
厦门电业局同翔客户服务分中心 朱小芳
摘 要：通过分析电力系统频率偏移和谐波对传统感应电能表误差特性的影响，提出应用傅立叶变换方法进行电力系统电能计量的必要性和 可行性，并对电网中存在高次谐波情况下的无功功率算法提出看法。 关键词：谐波；傅立叶变换；电能表
电力系统谐波对电力计量的影响
试论电力系统谐波对电力计量的影响[摘要]：谐波是电力系统中不能完全杜绝的干扰现象，谐波的产生是电力系统中主要设备的硬件因素引起的，在不能避免的情况下只能通过技术改进对其进行有限的控制。
因此谐波对电力计量也会产生实时的影响，各种电器设备都会产生谐波并干扰计量电表。
[关键词]：电力系统谐波谐波干扰电力计量中图分类号：f407.61 文献标识码：f 文章编号：1009-914x（2012）29- 0033 -011 电力谐波的产生和测量1.1 电网谐波的产生（1）电源本身谐波由于发电机制造工艺的问题，致使电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，因此，产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势，即所产生的电流稍偏离正弦电流。
当然，几个这样的电源并网时，总电源的电流也将偏离正弦波。
（2）由非线性负载所致非线性负载谐波产生的另一个原因是由于非线性负载。
当电流流经线性负载时，负载上电流与施加电压呈线性关系；而电流流经非线性负载时，则负载上电流为非正弦电波，即产生了谐波。
1.2 谐波的测量。
要研究谐波就要对进行测量，在研究谐波问题的时候这时不可回避的要点，也是控制谐波的基础。
通过对谐波的测量，可对电力网络中的谐波进行实时的检测和控制，对其含量和方向进行掌握，以此分析谐波的流向，并对其进行计量正反电量、各次谐波含量、电压电流幅值、相位等主要参数，为电力网络的谐波治理和控制提供依据。
因为谐波本身具有非线性、随机性、不稳定、成因复杂等特性，对谐波的测量很难达到准确无误。
目前电力谐波的测量方式有：模拟带通或者带阻滤波器测量、傅里叶变换测量、瞬时无功测量、神经网络测量、小波法测量等。
这些方法都有其有点和缺陷，目前使用最为广泛的是傅里叶变换频域分析测量法。
2 谐波对电力计量的影响2.1 对电感电表的影响。
电感式的电表工作主要是依靠磁感应来产生推动器件转动的力矩，从而完成计量的。
工作中电压线圈所产生的电流的磁通分两个部分，一则穿过铝盘而通过回磁板而形成工作磁通，一侧是不穿过铝盘而是左右的铁轭形成分工作磁通。
谐波的危害与抑制
20世纪70年代以来，随着电力电子技术的飞速发展，特别是功率半导体器件和变流技术的发展，各种电力电子装置在军事、工业、生活及高新技术领域获得了越来越广泛的应用，并带来了一系列的经济效益;如装置体积的减小，能量转换效率的提高，可靠性增加等等。
但同时由于这些电力电子器件本身所具有的非线性特性亦给电力系统带来了一系列的问题，其中之一就是电力系统谐波污染日益严重，已成为影响电能质量的公害。
电网中的谐波电流和谐波电压也是对电网环境的一种严重污染。
电力电子装置是电网中主要的谐波源。
随着电力电子装置应用的日益广泛，电网中的谐波污染也日趋严重。
另外，大多数电力电子装置功率因数很低，给电网带来额外负担，并严重影响供电质量。
因此，抑制谐波和提高功率因数已成为电力电子技术、电气自动化及电力系统研究领域所面临的一个重大课题。
电力谐波问题日益严重，对电能质量以及电力系统的安全、经济运行带来了很大的影响。
治理电力系统谐波污染己经成为电力系统领域所面临的一个重大课题，受到了越来越多的关注，很多国家都对此给予了足够的重视，并在治理谐波污染的理论研究和实际应用方面进行了大量的研究，目前己取得了一些突破性的进展。
有源电力滤波器(Active Power Filter-APF)是一种用来动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能对频率和幅值都发生变化的谐波和无功电流进行补偿，克服了无源电力滤波器等传统的谐波抑制和无功功率补偿方法的缺陷。
有源电力滤波器补偿电流的检测和控制是决定其工作特性的两个关键性环节，直接影响到它的补偿精度和补偿速度。
因此，研究谐波和无功电流的实时检测和跟踪控制具有非常重要的意义。
同时它还可以对电力系统中的谐波进行补偿，和传统的谐波补偿方法相比，有源电力滤波器具有巨大的技术优势和良好的发展前景。
什么是谐波?对此国际公认的定义是这样描述的:“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。
由于谐波频率是基波频率的整数倍，因此也常常称为高次谐波。
浅析电能计量——谐波对电能计量的影响
ｋ ｌ
ｒ Ａ
： ：
３ １ 电磁 感 应 式 电能 表 ． 传 统 的 电磁 感 应 式 电能 表 是 按 照 基 波来 设 计 的 。 当除 基 波 外 还 有
图 １ 全 波整 流 的交 流 输 入 电压 、 压 波 形 电
高 次谐 波 分 量 电压 和 电流 时 。 能 表 的 电 压 线 圈 的 阻 抗 和 旋 转 圆 盘 阻 电
所 产 生 的谐 波 由于 量 少 已 退 居 很 次要 的地 位 ， 各 种 电力 电子 装 置 已 铁 心 是非 线 性 的 ， 通 不 能 随 波 形 的 变 化 相 应 成 线 性 变 化 。根 据 电 路 而 磁 成 为最 主要 的 谐 波 源 ， 且 还 是 丰 富 的 多次 谐 波 的组 合 。 电力 电 子技 理 论 可 知 ，只有 在 相 同频 率 电 压 和 电 流 相 互 作 用 时 才 产 生 平 均 功 率 。 并 术 的 应 用 不 外 乎 采 用 整 流 二 极 管 作 整 流 器 件 ，把 交 流 电变 换 成 直 流 电 能 表 在 畸 变 的 电压 和 电流 通 过 电磁 元 件 之 后 ． 通 不 与 波 形 发 生 对 磁 电 ， 此 整 流 二 极 管 工 频 整 流也 就 成 为 电力 电 子 的 最 基 本 、 普 遍 的 应 的 变化 ． 因 最 导致 电磁 转 矩 不 能 与 平 均 功 率 成 正 比例 ， ： 磁 感 应 式 电 即 电 电 能形 态 Ａ ， ＣＤＣ变 换 形 式 。众 所 周 知 ， 一 般 的开 关 电源 电 子 整 流器 能 表 在 谐 波 存 在 时 由 于 不 能 将 不 同频 率 的 正 弦 电压 和 电 流 产 生 的 电 像 及 变频 调 速 器 、 流 电力 机 车 、 化 学 工业 整 流 等装 置 ， 优先 采 用 桥 磁 转 矩 叠 加 ． 能计 量 谐 波 有 功 电能 ， 而 产 生 计 量误 差 。 直 电 都 不 从 式 整 流 器 和 大 电 容 器 滤 波 作 为 Ａ ／Ｃ变 换 器 ，由 于大 容 量滤 波 电 容 ３２ 全 电 子 式 电 能表 ＣＤ ．
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法
电力系统谐波的危害及其常用抑制方法电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压和电流成分，它们在电力系统中的存在会引起一系列的问题和危害。
下面将详细介绍电力系统谐波的危害及其常用抑制方法。
一、谐波的危害1.电压失真：谐波的存在会使电压波形发生畸变，进而导致电压的失真，使电力设备无法正常运行。
电压失真还会对电力设备造成较大的冲击和损害，缩短设备的寿命。
2.系统能效下降：谐波会导致电力系统中电流的失真，由于谐波电流引起的额外功耗，使得系统能效下降。
这会导致电力设备的能耗增加，降低整个系统的效率。
4.电磁兼容性问题：谐波信号会干扰电力系统周围的其他电子设备，导致电磁兼容性问题。
这会对邻近的电子设备造成干扰，影响设备的正常运行。
5.高频谐波产生的热问题：高频谐波会导致电力设备产生过多的热量，进而引起绝缘材料的老化和烧损，甚至造成火灾。
这对电力系统的安全性构成严重威胁。
二、谐波抑制的常用方法1.变压器和电机的设计优化：在变压器和电机的设计中考虑谐波的影响，通过选择合适的材料和结构，减小谐波对设备的影响。
例如，在电机设计中，可以增加骨架的厚度或配置合适的磁路副将谐波分向其他通道。
2.滤波器的应用：安装合适的滤波器可以有效地抑制谐波。
滤波器可以通过改变电源电路的阻抗特性，将谐波电流引向滤波器，从而减小谐波的水平。
4.负载侧的谐波抑制：对于谐波敏感的设备，可以在负载侧采取一些措施来抑制谐波。
例如，使用谐波阻抗装置或磁性隔离器等。
5.教育和培训：提高电力系统从业人员对谐波问题的认识和理解，增强其对谐波抑制方法的应用能力，能够及时发现和解决谐波问题。
总之，谐波对电力系统的危害不容忽视。
为了保证电力系统的正常运行和设备的安全性，需要采取有效的措施来抑制谐波。
以上所提到的方法是目前常用的谐波抑制方法，但需要根据具体情况选择合适的方法。
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 ，
关于谐波对电能表计量的影响分析
关于谐波对电能表计量的影响分析摘要：谐波，这一个词语被提起的时候，我们首先便会联想到谐波对于电能表计量的各种方面的影响上，因为它对于电能表的计量方面是否准确具有很大的关键性的制约和阻碍。
我们应该先从探讨谐波关于仪用的电压以及电流的互感器方面的精准度的影响为多少，其次，我们应该通过一系列的具体实践证明，也可以使用那些刚刚研制出来的并且是虚拟的仪器技术多功能的电能上的计量类的装置，以及以往的感应类的电能表对于完全不同谐波的条件下共同的计量电能，或者对于无功电能表和感应电能表的探究来分析谐波对于电能表计量上的影响。
关键词：谐波；电能表；影响中图分类号：r363.1+24 文献标识码：a 文章编号：随着工业的不断进步以及发展，电力这一系统中，同样地也加入了越来越多的容量较大的设备以及换流整流设备和它们的非线性的负荷，因为如此，电力系统的电压和电流波形都发生了很严重的畸变，这一原理是当正弦的基波电压施加于非线性的负荷之时（假如电源的阻抗是零），符合吸收电流同施加电压的波形并不一样，因此而导致了畸变，针对这样的原理，我们进行了进一步具体的分析，也分别对不同种类型做了比对：一谐波对于电子式的电能表计量的分析和影响谐波的概念国际上对于电工的标准定义是：“所谓的谐波就是一个周期电气量正弦波的分量，而它的频率是基波频率整数倍”。
因为是它的整数倍，我们时常把谐波叫做高次谐波，而在规定电力这一系统的工频称之为是基波频率。
（二）谐波的主要谐波源以及谐波是如何产生的在我们理想认为的情况下，优质的电力供给应该是有正弦波形类的电压，可是，在我们的实际生活中，供电的电压波形会因为其它什么原因而与正弦波形偏离，因为这样也就产生了谐波。
而按照它非线性这一特征，我们可以把它分为三类：第一类，饱和型电磁，例如一些铁芯的设备；第二类，电子开关型，一般指的是各种直流和交流的换流装置，或者也可以是双向晶闸管的可控开关设备等等；第三类，电弧型，一般指电弧焊机等。
试论电力谐波对电能表电能计量的影响及其改进
宝
功 率 的 电流 信 号 产 生 一 定 的畸 变 时 ， 电子 式 电能 表 出现 可 以忽 略 不 计 的 测量 误 差 。 理 论 上 讲 ， 从 电子 式 电能 表 对 不 同 的被 测信
作 磁 通 和 ， 终 就 会 影 响 电 能 表 的计 量 精 度 。 最
通 过 以上 分 析 ， 们 发 现 ， 电能 计 量 准 确性 这 个 角 度 来考 我 从
虑 ， 系统 中存 在谐 波 功 率 ， 者 说 电 流 波 形 中 含 有 谐 波 时 ， 当 或 电
网 中 国感 应 式 电能 表 的计 量 就 会 存 在较 大 的误 差 ，最 终 就 不 能
第 一 种 方 案 ，用 惩 罚 性 措施 来保 证 电 网 的 可 靠 运 行 及 电 力部 门 的利 益 。 而对 一 般 用 户 ， 由 于其 反 送 或 接 受 的 谐 波 功 率 的 量 很
少， 可以 采 取 第 二种 方 案 ， 降 低成 本 。 以
参考文献 ：
［ ］ 旭 ． 波对 电 能计 量 影 响 的 分 析 及 对 策研 究 【． 原 重 １赵 谐 ７太 】
表 的 运行 条件 相 似 。 就 是 当 电压 、 也 电流 两 信 号 波 形 都偏 离 正 弦 有 畸 变 时 ，对 基 于 时 分 割 乘 法 器 构 成 以及 基 于 数 字 乘 法 器 构 成
表 电 能计 量 以及 电力 系 统 的 影 响来 说 ， 是 深 远 的 。随着 谐 波 所 都
误差 比奇 次 谐 波 更 大 。
、
电 力谐 波对 电能 表 电能 计 量 的 影 响
（ ） 波 对 感 应 式 电 能 表计 量 的影 响 一 谐 电 能表 频 响 曲线 坦 与 否 ，会 直 接 影 响 到 谐 波 功率 下计 数 误 差 ，这 是 因 为 电 能 表 的频 率 特 性 是 研 究 波 形 畸 变 对 电 能 表 计 量
功 率 的 电流 信 号 产 生 一 定 的畸 变 时 ， 电子 式 电能 表 出现 可 以忽 略 不 计 的 测量 误 差 。 理 论 上 讲 ， 从 电子 式 电能 表 对 不 同 的被 测信
作 磁 通 和 ， 终 就 会 影 响 电 能 表 的计 量 精 度 。 最
通 过 以上 分 析 ， 们 发 现 ， 电能 计 量 准 确性 这 个 角 度 来考 我 从
虑 ， 系统 中存 在谐 波 功 率 ， 者 说 电 流 波 形 中 含 有 谐 波 时 ， 当 或 电
网 中 国感 应 式 电能 表 的计 量 就 会 存 在较 大 的误 差 ，最 终 就 不 能
第 一 种 方 案 ，用 惩 罚 性 措施 来保 证 电 网 的 可 靠 运 行 及 电 力部 门 的利 益 。 而对 一 般 用 户 ， 由 于其 反 送 或 接 受 的 谐 波 功 率 的 量 很
少， 可以 采 取 第 二种 方 案 ， 降 低成 本 。 以
参考文献 ：
［ ］ 旭 ． 波对 电 能计 量 影 响 的 分 析 及 对 策研 究 【． 原 重 １赵 谐 ７太 】
表 的 运行 条件 相 似 。 就 是 当 电压 、 也 电流 两 信 号 波 形 都偏 离 正 弦 有 畸 变 时 ，对 基 于 时 分 割 乘 法 器 构 成 以及 基 于 数 字 乘 法 器 构 成
表 电 能计 量 以及 电力 系 统 的 影 响来 说 ， 是 深 远 的 。随着 谐 波 所 都
误差 比奇 次 谐 波 更 大 。
、
电 力谐 波对 电能 表 电能 计 量 的 影 响
（ ） 波 对 感 应 式 电 能 表计 量 的影 响 一 谐 电 能表 频 响 曲线 坦 与 否 ，会 直 接 影 响 到 谐 波 功率 下计 数 误 差 ，这 是 因 为 电 能 表 的频 率 特 性 是 研 究 波 形 畸 变 对 电 能 表 计 量
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
试论谐波对电能计量的影响分析
准确 的 电能 计量 ， 因此必须 区分 出基 波功率 和谐 波功率 。 依据 以前 把谐波 功率 和基波 功率一 起归为有 功功率 的理论进 行 电能 计量 ， 那么就 会 出现计量精 确度 越高 ， 电能计量 存在 误差 越大 的情况 ， 而 运用分 频技 术制 作的 电能表 进行 电能
２ ． 谐波 影响 下的 电能 计量 误 差
Hale Waihona Puke 中图夯类号： Ｔ Ｍ ９ ３ ３ ． ４
文献标识码： Ａ
文章编号： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７ — ０ ３ ３ ４ — ０ １
１ ．箭 育
流， 并计算 出对应 功率 ， 因此这 种 电能 表是名 副其实 的基波 电能表 。 谐 波电压 与 谐波 电流产 生的谐 波功率 属于非 线性负荷 ， 不 能对基 波 电能表 产生 影响 ， 因此 ， 使用 频率 陡降的 电能表也就 弥补 了全 电子 式 电能表 的弊 端 ， 真 正做到 了 电能计 量 与实 际使 用值保 持 一致 。
出现正 比关 系［ ２ １ 。 总而 言之 ， 电路 中出现谐 波 时 ， 电磁感 应式 电能表 计量 的 电能
计量就 可 以很 好地 区分 基波 电能和谐 波 电能 ， 而且 还能对 不同传 导方 向的谐 波
所产 生的 电能进 行分 别计量 ， 最 大程 度的 减少 了 电能计 量误 差 。 使 用分频 技术
制作 的电能表 进行 电能计量 可便 于供 电企业对 不 同供 电用户 进行 区别收费 ， 对 产生 非线性谐 波耗能 的用户 加收相应 的补偿 费用 ， 对只产 生基波 耗能 的用户 给 予适 当的奖励 性 电费 。 这样 的措施 很好 的保 障 了电力企 业的经济 效益和 用户 的 利益。 由此 可知 ， 在谐 波环境 下使 用分频 技术 制作 的 电能表进 行 电能计量 是 非
２ ． 谐波 影响 下的 电能 计量 误 差
Hale Waihona Puke 中图夯类号： Ｔ Ｍ ９ ３ ３ ． ４
文献标识码： Ａ
文章编号： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７ — ０ ３ ３ ４ — ０ １
１ ．箭 育
流， 并计算 出对应 功率 ， 因此这 种 电能 表是名 副其实 的基波 电能表 。 谐 波电压 与 谐波 电流产 生的谐 波功率 属于非 线性负荷 ， 不 能对基 波 电能表 产生 影响 ， 因此 ， 使用 频率 陡降的 电能表也就 弥补 了全 电子 式 电能表 的弊 端 ， 真 正做到 了 电能计 量 与实 际使 用值保 持 一致 。
出现正 比关 系［ ２ １ 。 总而 言之 ， 电路 中出现谐 波 时 ， 电磁感 应式 电能表 计量 的 电能
计量就 可 以很 好地 区分 基波 电能和谐 波 电能 ， 而且 还能对 不同传 导方 向的谐 波
所产 生的 电能进 行分 别计量 ， 最 大程 度的 减少 了 电能计 量误 差 。 使 用分频 技术
制作 的电能表 进行 电能计量 可便 于供 电企业对 不 同供 电用户 进行 区别收费 ， 对 产生 非线性谐 波耗能 的用户 加收相应 的补偿 费用 ， 对只产 生基波 耗能 的用户 给 予适 当的奖励 性 电费 。 这样 的措施 很好 的保 障 了电力企 业的经济 效益和 用户 的 利益。 由此 可知 ， 在谐 波环境 下使 用分频 技术 制作 的 电能表进 行 电能计量 是 非
电网谐波对电能计量影响的分析与探讨
电网谐波对电能计量影响的分析与探讨摘要：随着非线性用电负荷的日益增多，供电系统中谐波电压和电流成分不断增加。
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，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方式，以确保电能计量准确，保障电力营运企业的经营效益。
关键词：电力系统；谐波；电能计量中图分类号：tm933.4文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2011）10-0293-01引言近年来，随着国家产业政策的调整和节能环保工作的不断推进，高耗能和对环境、电网污染较为严重的企业，在沿海和中东部地区已逐步关停或转产，一些如30万吨以下的小型炼钢、铁合金、大型起重吊装、牵引等设备的电力电子装置带来的谐波问题，对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，给周围电网运行带来极大影响。
按国家对谐波的管理要求，企业进行谐波治理需投入数十至数百万的资金，使得一些中小企业借西部大开发招商引资时机，纷纷迁往西部边远经济欠发达省区，利用西部能源的相对充裕和对谐波管理的滞后，而谋求“发展”，而使西部电网变的更加脆弱。
谐波是电网的一大公害。
一、电网常见的谐波源1.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一些原因，电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。
2.是输配电系统产生谐波。
输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上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。
它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
3.用电设备产生的谐波。
晶闸管整流设备。
电网高次谐波对电能计量的影响
电网高次谐波对电能计量的影响电网高次谐波是指频率高于基波频率的谐波成分，它们是由非线性负载产生的，如电子设备、变频器、电子镇流器等。
这些负载产生的高次谐波对电能计量产生了一定的影响，包括电能计量误差增大、电能计量仪表损坏、电能计量准确性降低等。
首先，电能计量误差增大是高次谐波对电能计量的主要影响之一、高次谐波的存在会导致非正弦电流波形，使得电能计量仪表无法准确测量电流和电压的有效值。
此外，高次谐波会引起电压和电流相位偏移，进一步增加了电能计量的误差。
这种误差的产生主要是由于电能计量仪表无法正确处理非正弦波形的电流和电压信号，从而导致电能计量结果的不准确。
其次，电能计量仪表损坏是高次谐波对电能计量的另一个影响。
高次谐波中的能量会被电能计量仪表吸收和耗散，导致其工作温度升高，增加了内部元件的损坏风险。
特别是在长时间高负载状态下，电能计量仪表更容易受到高次谐波的影响而损坏。
最后，电能计量准确性降低是高次谐波对电能计量的另一个重要影响。
高次谐波的存在会改变电能计量仪表的灵敏度和线性度，使得其测量结果与实际电能消耗不符。
尤其是在高负载电路中，高次谐波的影响更加显著，导致电能计量仪表的准确性下降。
为了减小高次谐波对电能计量的影响，可以采取以下措施：首先，安装滤波器。
滤波器可以有效地抑制高次谐波的产生和传播，降低对电能计量的影响。
其次，选择合适的电能计量仪表。
在高负载电路中，应选择具有较高抗高次谐波干扰能力的电能计量仪表。
这些仪表具有较好的线性度和频率响应特性，能够更准确地测量非正弦波形的电流和电压。
再次，定期维护和检测电能计量仪表。
定期检测电能计量仪表的准确性，及时发现并处理由于高次谐波引起的计量误差问题。
最后，提高供电质量。
通过改进电网的供电质量，减少非线性负载对电网的污染，降低高次谐波的产生，从根本上减小高次谐波对电能计量的影响。
综上所述，电网高次谐波会对电能计量产生影响，包括增加计量误差、损坏计量仪表和降低计量准确性。
谐波对电能计量的影响及其防范对策
电能表的铝盘涡流路径 的等效 圆盘阻抗角随频率
的增高而增大 ，对 ２ 以上谐波有逐渐增大 的衰 次
减特性 ，经过测试 ，发现到 ９ 次谐波时 已衰减掉 ８ ％以上 ， ０ 与分析定性结论基本一致 。电子式 电能
Ｅ ＝Ｅｌ Ｌ
ｃＥ ’
ｎ＝ ２
感应式 电能表所计量 的电能。 大于 ５Ｈ 基波 ０ｚ 电能 ， 但小于 ５ Ｈ 基波与各次谐波电能之和。电 ０ｚ 子式电能表对各次谐波 的响应系数 Ｃ＝ 时 ， １ 电能 表计量得到的电能为 ：
危害也呈进一步扩大蔓延的趋势 。在宝 中电气 化 铁路投运后 发现 电能测量 与计量装 置有较 大偏
差， 开始关注谐波对计量 的影响 ， 通过查 阅宁夏电 力科技教育工程院对宁夏电网部分所属的谐波源
究。 探讨一种切实可行、 合理 、 准确的对策 。
２ 电网 功率 谐波 下电 表的 能 计量误差 分析
Ｓ ＩＲｕ － ａ ｇ ｉ ｆｎ
（ｉ ｘ Ｅｅｔ Ｐｗ ｒｃ ｎ ｆ Ｔｃｎｌ ｙ ｒｎ ｇ ｎｉ ｅ ｎ Ｉ ｔ ｔ ｉ ｈａ ７ ００ ， ｈ ａ Ｎｎ Ｊ ｌ ｒ ｏｅＳｉ ｔ ｃ ｅ ｏ ｇ ＆Ｔ ｉｎ Ｅ ｇ ｅｒ ｇｎ ｉ ｅ ｎ ｕｎ ５０２ Ｃ ｉ ） ｇａ ｃｉ ｃ ｅｉ ｉ ｈ ｏ ａｉ ｎ ｉ ｓｔ ，Ｙ ｅ ｕ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｎ ｌｚ ｓ ｅ ｆ ｃ ｆ ａｍｏ ｉ ｖ ｏ ｒｅｆｏ ｃ ｓ ｍｅｓｏ ｌｃｒｃ ｎ ｒｙｍｅｅ ｎ ． ｓｒ ｃ ： ａｙ ｅ 山 ｅ ｔ ｒ ｎｃ ｅ ｏｈ ｗａ ｅｓｕ ｃ ｍ ｔ ｒ ｎｅｅ ｔｉ ｅｇ ｔｒ ｇ ｒ ｕ ｏ ｅ ｉ
ｐ ｔ ｆｒ ａｄ ｔｅｐ ｅ ｅ ｔ ｅｍｅ ｓ ｒｓｔ ｓ ｃｏｅｅ ｔｏ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｌ ｒｄ ｖｃ ａ ｅ ｕｓ ｏｗ ｒ ｈ ｒｖ ｎｉ ａｕ ｅ ｕ ｅｍｉｒ ｌｃｒ ｎｃｔ ｈ ｏｏ ｙａ ｄ ｆｔ ｅ ｉｅｔ ｍ ｋ ｖ ｏ ｅ ｉｅ ｏ
供电系统中谐波的危害及其抑制措施
供电系统中谐波的危害及其抑制措施谐波对供电系统的危害主要体现在以下几个方面：1.电力系统损耗增加：谐波会导致电线和变压器的额定容量下降，从而增加系统的电阻和电抗损耗。
这会导致能源的浪费和电力系统效率的降低。
2.电压失真：谐波会引起电压波形的失真，导致电压的畸变。
这种电压畸变可能会导致灯泡闪烁、电机振动加剧以及其他故障或损坏。
3.电流畸变：谐波引起电流波形的畸变，使电流的有效值增大。
这可能导致设备过载、电缆和开关设备发热以及电动机过热。
4.故障的引发：谐波可能导致电力系统中的谐振现象。
当谐振发生时，电流和电压放大，可能导致设备损坏和系统故障。
为了抑制供电系统中的谐波，下面列举了一些有效的措施：1.使用滤波器：滤波器是一种常用的抑制谐波的设备。
它们可以作为附加电路连接到系统中，以减小谐波的影响。
滤波器可根据谐波频率进行设计，以达到减小谐波幅值和失真的效果。
2.优化设备：设计和选择具有低谐波发生率的电气设备，例如低谐波电源和电机。
这些设备可以降低谐波幅值，从而减小谐波对供电系统的影响。
3.使用变压器：通过使用多螺绕变压器可减小谐波幅值。
这种变压器通过额外的绕组消耗谐波分量，从而阻止谐波进入供电系统。
4.电网规划和设计：在电网规划和设计阶段，谐波的抑制需被纳入考虑。
通过合理规划供电系统的容量和结构，可以降低谐波的幅值和频率，从而减小谐波对系统的影响。
5.教育和培训：对电力系统运维人员进行相关培训以提高他们对谐波的认识，并了解合适的措施来减小谐波的影响。
总结起来，供电系统中的谐波产生了一系列危害，包括电力系统损耗增加、电压和电流失真、设备过载和谐振现象的引发等。
为了减小这些危害，应采取一系列的抑制措施，如使用滤波器、优化设备、使用变压器、优化电网规划以及加强教育和培训等。
最终，有效地抑制谐波会提高供电系统的可靠性，提升电气设备的性能，减少故障和损坏的风险。
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
谐波的危害与治理
谐波的危害与治理谐波是电气设备运行中不可避免出现的问题之一，其危害主要体现在设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
为了有效治理谐波，可以采取多种措施，包括谐波过滤器的应用、降低非线性负载、改进供电系统等方法。
本文将详细描述谐波的危害及治理方法。
谐波是电流或电压波形中频率是基波频率整数倍的成分。
当电力系统中存在谐波时，会带来以下危害：1. 电力设备的损坏：谐波会引起电力设备的过热、电容器的老化、电动机转矩波动、继电器误动等问题。
长此以往，会导致设备寿命的缩短，增加维护成本。
2. 能源浪费：谐波会导致电能的损失和能耗的增加。
电网中谐波电流的存在会导致额外的功率损耗，增加用户电费开支。
3. 工作效率下降：谐波会导致电力系统的电流和电压波形失真，使电力设备的工作效率下降。
例如，电机的转矩波动会降低效率，造成额外的能源浪费。
针对谐波问题，可以采取以下治理措施：1. 谐波过滤器的应用：谐波过滤器是一种能够降低电力系统谐波水平的设备，其原理是通过控制谐波电流的流向和大小来达到滤波效果。
可以根据实际需要选择合适的谐波过滤器类型，如有源谐波过滤器、无源谐波过滤器等，并在关键位置进行安装和配置。
2. 降低非线性负载：非线性负载是谐波产生的主要原因之一，如电力电子器件、变频器等。
通过控制这些非线性负载的使用，例如合理选择负载电压和电流的容量、增加电感元件等措施，可以减少非线性负载引起的谐波。
3. 改进供电系统：对供电系统进行改进也是治理谐波的重要方法。
例如，加装谐波补偿设备，通过补偿谐波电流来降低谐波水平；重新设计电力系统的接地系统，减小系统电容；提高系统电压等方法都可以有效地改进供电系统，从而减少谐波。
4. 加强维护管理：定期对电力设备进行巡检和维护，及时处理设备异常情况，可以减少谐波对设备的损坏。
此外，还可以加强对设备的监测和数据分析，及时发现谐波问题的存在，采取相应措施进行处理。
综上所述，谐波的危害主要包括电力设备损坏、能耗增加和工作效率下降等方面。
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浅谈用户谐波对电能计量的影响和抑制
摘要：电网谐波（非线性）叠加正弦波电流上的高次谐波，成
为污染电能质量的重要危害源。
为此，及时检测谐波源，采用相应的消谐装置和合理的电能计量设备和方式，正确装表接电，将谐波源产生的谐波与电网有效隔离，成为保护电网安全和准确电能计量的有效措施。
如何实现本地治理和电网隔离，及时监测用户谐波源，减少谐波对计量的影响将是一项重要的工作。
关键词：用户谐波源；电能计量；影响和抑制
abstract: grid harmonic (nonlinear) superposition of high harmonics, sinusoidal current pollution the important hazard source of power quality. to this end, the timely detection of harmonic sources, harmonic elimination device and reasonable energy metering equipment and the way correctly fitted sheet electrical connection, the harmonics generated by the harmonic source effectively isolate the grid protection grid security and accurate energy the measurement of the effective measures. how to achieve local governance and the grid isolation, timely to monitor user harmonic source, reduce harmonic measurement is an important work.keywords: user harmonic source; energy metering; impact and suppression 中图分类号：u223.6+3文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）在微电子以及电力电子技术飞跃发展的今天，大量非线性负荷如
可控硅整流设备、电力电子调频以及电弧炼钢炉、电铁牵引等加入电网。
这些负荷对电网造成很大的干扰,使电网的波形发生了畸变，不再是单一的50ｈｚ正弦波形。
还包括一系列频率为基波整数倍的正弦波分量，这些分量称为谐波。
电网中存在谐波成分超过一定程度就会引起严重危害。
电网以三相正序正弦波形向用户供电，实际运行中由于有谐波源用户产生的寄生在电能正弦基波上的高次谐波，对电能质量和电网安全造成严重影响，威胁到供用电设备安全、经济运行、电能量值准确传递。
但是，由于电网谐波的随机性和高频寄生特点，按工频50hz设计的电能计量装置难以有效监测和记录，致使电网运行对谐波造成的电力污染和电能质量下降的严重性没有深刻认识和有效遏制。
由此造成的电能浪费和运行事故没有及时防范，极易造成电能计量的量值降低、电网震荡断电、用电设备受损等事故，特别由于电能计量低于实际用电量的利益驱使，近年来一些地区的冶炼化工企业纷纷内迁，在严重污染当地电网的同时，供电线损迅速攀升。
对供电企业和用电客户造成严重伤害。
为此，建立用户谐波常态监测，对谐波源采取相应的治理和合理的电能计量方式，成为当前提高电能质量和避免电量流失的迫切工作。
1 2009年8月，我电业局某供电局通过线损计算，发现某条线路线损高达27%，通过对该线路的所有客户进行排查，线损异常最后集中到采用中频炉冶炼的某客户上。
现场对该客户的计量装置进行排查：计量装置无窃电痕迹，计量互感器接线正常，电能计量表计
接线正确，校验的误差合格，二次电压、电流均正常。
由于在5月份该用户的机电式有功和无功电能表时间到期轮换，装接人员采用一只三相三线高压电子式电能表进行了更换。
更换后的电能表通过检定接线正确、误差合格。
由于该线路的线损保持近30%，供电局上报计量中心请求帮助。
根据计量表计变更时间、用户负荷性质调查以及表计事件记录分析，发现该客户在6月份新上有1台2500kva的特种变压器，4个单相用电电弧炉，在负荷启动时冲击负荷较大，三相负荷不平衡，每相负荷电流不同，甚至相差很大。
在用户正常生产时，发现二次侧表计电压ab相101v、cb相98v，保持稳定，电流：a相为2.85a、c相为1.07a，功率因数在0.73左右，最高电流记录为某相瞬间达到7.26a，且极不稳定。
除正向有功计量外，电能表反向有功电量走了11.56个字，炼钢厂无发电机不可能有上网电量。
2于是我们便对原因分析，由于该客户负荷性质与换表前发生了很大的变化，是非线性负荷，且符合不平衡。
除了计量方式不正确以外，还考虑到谐波对电能计量的影响，便用电能质量分析仪接入用电侧进行长时间谐波在线监测。
对该用户所产生的谐波分析，电压总畸变率超标，3次电压谐波以及3次、5次等高次电流谐波超标。
这是影响电能计量的主要原因，按50hz设计的电能表不能有效对高次谐波，特别是正向谐波分量进行有效计量，而负向脉冲分量则会抵消相应的基波分量，全电子式电能表将负载（谐波源）消耗的基波有功电能和谐波源（负
载）向电网返送的谐波有功电能（被污染的电能）进行了代数相加，使得记录的能量比负载消耗的基波有功电能量还要小，这是全电子式电能表计量原理上的不足之处。
造成电能计量的量值远低于实际用电量，同时，由于高次谐波分量会流向电网，因此出现了反向电量，由此可以判定，炼钢厂的谐波环境计量不准确，是造成线路线损较大的根本原因。
由于谐波分量倒回电网引起的反向电量，经与用户协商将反向有功电量作为漏记电量进行电量补收25万kwh，按时段分摊，收回电费12.6万元。
但是由于没有对谐波少计电量追补的规定，给供电局造成了严重损失。
3为防止电能计量误差和防止谐波污染电网，采用三种方式进行治理：一是要求炼钢厂加装静止无功补偿装置利用快速可变的电抗或电容，改善电能质量、限制过电压和增加系统阻力等，防止谐波进入电网；二是改三相三线为三相四线计量方式，降低负序误差；三是采用三相四线基波电能表计量，滤除高次谐波对电源基波的干扰。
经过对炼钢厂的谐波改造，该条线路的线损立即降至10%以下。
4那么，电网谐波是怎么影响电能计量偏差的呢？正常情况下，电网电压电流是以120°相位差的正弦波组成，电能参数包括基波电压、基波电流、负序电压、负序电流、谐波电压、谐波电流、功率因素、基波功率、谐波功率组成，随着电气铁路、冶金化学、高中频电器和家用电器的普及，电网的非线性负荷（硅整流设备，电力机车，电解设备）和冲击性负荷（电弧炉，轧钢机、变频电器等）
的增加，在电网电压电流正弦波上叠加有非线性（谐波）和非对称性（负序）的高次脉冲，使电压、电流波形畸变为包含高次谐波的正弦载波，由于谐波和负序脉冲影响，电能正弦畸变对电网运行和客户用电设备产生十分严重影响。
在2004～2005年间，我通过对多个厂家10只专门用于有谐波源用户计量的基波电能表进行一年现场对比计量数据分析，发现基波电能表要比普通电子式电能表多计电量2.4～6%左右。
从2006年起，于是我局便采用对有谐波源的用户装设基波电能表，以便更准确合理计量，减少电量损失。
现在我局生技部每年都要对计量中心下达变电站电能质量（谐波）监测任务，对有谐波源用电客户的谐波监测我们也已成为常态化工作开展。
对严重超标谐波用户，下达谐波治理通知书。
对新上或改扩建有谐波源的用户，在方案设计审查时便要求其有谐波治理方案，验收时一并验收合格才能投入运行。