電力諧波在電力計量中的應用分析
電工研究
作者：劉登金
【摘要】隨著時代的發展和社會經濟的進步，我國電力係統發展迅速。電力係統主要是依據電力計量來收費的，那麼，電力計量的準確性將會對電力係統的經濟效益產生直接影響，還會在很大程度上影響到電力係統中計算技術指標。準確的電力計量，可以促使電力係統運行的安全性和合理性，推動電力的市場化進程。電力諧波存在於電力係統中，會對電力計量的合理性和準確性產生嚴重影響，不利於供電部門擴大效益。本文簡要分析了電力諧波在電力計量中的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。
【關鍵詞】電力諧波；電力計量；應用分析
電力諧波在電力係統運行中，是不可避免的，有很多因素都會導致電力諧波的產生。要想解決諧波問題，諧波測量是必須要進行的，這些是諧波研究的出發點。對諧波進行測量，就需要實時監測配電網裏諧波的含量和潮流方向，並且對諧波流向進行分析。結合計量數據，來製定相關措施來處理諧波。
1.電力諧波出現的原因
一是發電源質量較低，導致諧波的出現：因為三相繞組製造發電機時，達到的對稱總是存在著偏差，並且發電機的均勻程度也並不是絕對標準的，因此，總會有一些諧波出現於發電源中。通過調查分析發現，這種諧波一般較少。
二是出現於輸配電係統中的諧波：通常情況下，諧波會出現於電力變壓器中，這是因為變壓器鐵心處於飽和的狀態，磁化曲線是非線性的，當磁化曲線的飽和段中出現工作磁密，磁化電流就會表現為尖項波形，這樣就會諧波包含於其中。通過調查研究發現，變壓器中鐵心的飽和程度和偏離線性是呈正比的關係，並且還會直接關係到諧波電流，也就是說要想控製諧波電流，就需要降低變壓器中鐵心的飽和程度。
三是用電設備方麵出現的諧波：隨著時代的發展，目前在電力機車以及開關電源等諸多方麵都已經開始廣泛的應用晶閘管整流，這樣就促使很多的諧波產生於配電網中。單向整流電路是整流裝置，那麼在接感性負載時，就會有奇次諧波電流產生，三次諧波含量就會達到百分之三十左右的基波，增大電容值的過程中，也會隨之增大諧波含量。通過統計，大約所有諧波的百分之四十左右就是整流裝置出現的諧波，因此它是最大的諧波源。
2.電力諧波對電力計量準確性的影響
在感應式電能表方麵：在對電能表計量受到波形畸變影響進行研究時，需要對電能表的頻率特征進行充分掌握，要知道，電能表頻響含有的曲線平坦與否，會對諧波功率下出現的計數誤差產生直接的影響。要想將感應式電能表最好的工作性能給發揮出來，就需要保證電壓和電流是正弦波，並且頻率範圍比較的狹窄。如果有畸變出現於配電係統裏電流和電流波形偏離正弦，那麼就會影響到電能表測量的準確度。據研究表明，電壓以及電流諧波測量時的頻率大小和負誤差呈正比的關係。
在電子式電能表方麵：被測信號的不同，會出現差異化的波形響應，電子式電能表也會出現差異的誤差。正弦函數在正交性的作用下，如果僅有一個畸變存在於功率的電壓或者電流兩信號中，就會有誤差存在於電能表測量中，但是隻會產生很小的誤差，甚至可以忽略不計，如果有畸變存在於兩信號的波形中，電能表測量出現的誤差可以是可以控製的，這是數字乘法器以及分割乘法器的作用。在對電能量進行測量的過程中，測量過配電網的電壓和電流之後，要將其先轉變為弱電信號，利用的是互感器，之後才可以進入到電能表中。因此，互感器的準確度會直接影響到測量結果的準確性。如果有非線性特性出現於測量的互感器中，在傳輸中，畸變信號經過了互感器，那麼互感器中轉換諧波的就會有不同的比例，並且，容易有變形問題存在於被測信號中，此時，就會有較大的測量誤差產生。通過相關的實踐研究我們可以得知，如果有畸變存在於波形之中，隨著諧波頻率的增高，就會增大波形變換的誤差，並且奇次諧波中波形變換的誤差會小於偶次諧波。