功率因数校正基本原理与谐波概念

功率因数调整和谐波抑制基本原理

关键词：正弦波频率（周期）相位交流电电压电流电阻电感电容功率因数谐波

1、为什么要调整功率因数？

电能的合理应用要求在传输及分配中要尽量限制电网中所有引起电能损耗的因素，其中重要的因素之一就是无功功率。无功功率因感性负荷所引起，工业以及公共电网上的主要负荷是电阻-电感性的。

电网功率因数调整的目的是通过在某些特定的环节上用超前无功功率来补偿滞后无功功率。此方法还能避免过高压降及额外的电阻损耗。将电容器尽可能地靠近电感负载并联于电网，就可产生所需的超前无功功率。静态电容补偿装置可以减少电网上传输的滞后无功功率。当网络条件改变时，通过增加或减少单个电力电容器，就可逐步调整所需的超前无功功率来补偿滞后无功功率。

2、功率因数调整的好处

☆输配电成本降低：8到24个月即可收回投资成本，功率因数校正降低了系统中的无功功率、功率损耗进而输配电成本也成比例下降。

☆有效的利用设备：功率因数的改善意味着电力设备更经济实用的工作（同样的视在功率具有更高的有功功率）

☆改善电压的质量

☆减少压降

☆优化电缆尺寸：随着功率因数的提高（载流量减小），电缆横截面也因此减小。或者说，同样的电缆可以传输更多的功率。

☆较小传输损耗：输电线开关装置的载流量减不，假如只有有功部分，这就意味着输电线的铜损得以降低。

3、谐波的概念

谐波是频率几倍于50H频率的正弦电压和电流。谐波是由非线性电压/电流特性的电子负载的操作而引起的，主要谐波源有以下几类：

①电力电子装置工业常用有整流、逆变、调压和变频器等。

②电弧炉用于钢铁等行业的交流和直流电弧炉等。

③家用电器如日光灯、电视机、调速风扇、空调、冰箱等。

④高新技术设备现代办公和商用计算机、节能灯、核磁共振设备等

发达国家的经验表明，随着科学技术的发展，各种非线性用电设备容量的增长率大大超过电网的发电设备容量的增长率，若不进行有效的谐波控制，供电电压的谐波畸变率可能高达10%。我国电网已开始遭遇并将迅速面临发达国家当前的谐波局面，即谐波源随着高新技术的发展而猛增，电网电压的畸变率也将上升。

谐波畸变可以导致相关设备的误动作，谐波引起的共振甚至破坏电网中的某些设备，谐振可导致以下不良后果：

☆电容器的过载

☆变压器和传输设备的过载

☆对测量和控制系统的干扰，对计算机和电气传动装置的干扰

☆谐振增加，即谐波放大

☆电压畸变

而有源及无源滤波器可防止这种现象的发生。

4、受谐波影响的功率因数调整

电能对工业而言是极为重要的生产力因素。我们的目标是如何有效地使用它，通过PFC降低无功电流有助于节约电能。现代电力电子设备（驱动装置、不间断电源等）的大量使用所产生的非线性电流正以谐波的方式影响着电网并加重了它的负荷（电网污染），在常规的功率因数调整系统中，电力电容器与电力变压器形成了一个谐振电路，使得谐波电压和电流被放大，严重地加大了谐波的危害程度。

这些谐振现象可通过串联带有滤波扼流圈的电容器得以避免，称去谐功率因数调整系统。去谐系统的自振频率要低于最低的线路谐波频率。这样对于高于基波频率的谐波而言，去谐PFC系统表现为纯感性，对于50Hz的线路频率而言，

它呈容性，因而无功功率就得以调整。

在低压三相系统中，5次和7次谐波是最为严重的，滤波电容器被用于受谐波影响的系统功率因数校正，此时由电容器和消谐电抗器组成串联谐振电路，调整这个电路的串联谐振频率使之低于系统中的谐波频率。对于高于谐振点的频率，系统呈感性，这就避免了与系统电感发生共振。根据所选择的串联谐频率，部分谐波电流可由滤波电容器吸收。剩余谐波电流则流入上级系统。滤波电容器有助于减少由谐波引起的电压畸变并减轻对其它电子负载正常工作的干扰。

5、去谐功率因数调整的主要元器件

①PFC-12控制器

现代PFC控制器已经微处理器化。微处理器分析来自电流变送器的信号并产生开关命令来控制接触器以增加或减少电容器投切的数目。由这种微处理器PFC 控制器产生的智能控制可确保电容器每级平稳地使用，以及最少的开关操作次数，进而优化了使用周期。

②保险丝

保险丝是用作短路保护的安全装置

③电容器接触器

接触器是一种机电开关元器件，用于常规或KNKD系统中电容器与电容器或电抗器与电容器间的切换。开关操作可由机械触头或电子开关（半导体）来完成。若对于敏感负载，需要快速开关控制的情形，采用电子开关控制是较好的选择。

④消谐电抗器ISK

配电网越来越受到现代电力电子设备，即所谓的非线性负载，如驱动马达、不间断电源、电子镇流器等所产生的谐波污染。谐波对连接在PFC电路中的电容器，特别是工作在共振频率上的电容器是非常危险的，将扼流圈与电容器串联可解调串联共振频率（电容器的共振频率），从而有助于防止电容器损坏。关键频率是第五次和第七次谐振频率（250Hz和350Hz）滤波电容器组也可减低谐波畸变程度并达到清洁网络的目的。

电容器

功率因数校正电容器能产生必要的超前无功功率以补偿滞后的无功功率。PFC电容器应该能够经受因为开关操作引起的高浪涌电流(＞100*I N)，如果电容器是并联的电容器组，那么由于来自电网和并联电容器开关的充电电流，会使浪涌电流增加( ≥150*I N)。

功率因素

功率因数（Power Factor是衡量电气设备效率高低的一个系数。它的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数低，说明无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。 关于功率因数的讨论网上也有不少文章，但很多人仍然对一些概念存有误解，这将为系统的设计带来诸多危害，有必要在此再加以澄清。 一、功率因数的由来和含义 在电气领域的负载有三个基本品种：电阻、电容和电感。电阻是消耗功率的器件，电容和电感是储存功率的器件。日常所用的交流电在纯电阻负载上的电压和电流是同相位的，即相位差q = 0°，如图1(a)所示；交流电在纯电容负载上的电压和电流关系是电流超前电压90°(q =90°)，如图1(b)所示；交流电在纯电感负载上的电压和电流关系是电流滞后电压90°(q = -90°)，如图1(c)所示。

图1 不同性质负载上的电流电压关系 功率因数的定义是： (1) 在电阻负载上的有功功率就是视在功率，即二者相等，所以功率因数F=1。而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90°，所以所以功率因数F=cosq = cos90°=0，即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。 从这里可以看出一个问题，同样是一个电源，对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同，因此可以说负载的性质决定着电源的输出。换言之，电源的输出不取决于电源的本身，就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。 从上面的讨论可以看出，功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。而且一般说一个负载只有一种性质，就像一个人只有一个身份证号码一样。这种性质的确定是从负载的输入端看进去，称为负载的输入功率因数。一个负载电路完成了，它的输入功率因数也就定了。

谐波对电网危害

谐波污染对电网有哪些具体影响？ 谐波污染对电网的影响主要表现在： （1）造成电网的功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、线路和设备过热灯，特别是三次谐波会产生非常打的中性线电流，使得配电变压器的零线电流甚至超过相线电流值，造成设备的不安全运行。谐波对电网的安全性、稳定性、可靠性的影响还表现在可能引起电网发生谐振、使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂灯。 （2）引起变电站局部的并联或串联谐振，造成电压互感器灯设备损坏；造成变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗，引起电力变压器、电力电缆、电动机等设备发热，电容器损坏，并加速绝缘材料的老化；造成断路器电弧熄灭时间的延长，影响断路器的开断容器；造成电子元器件的继电保护或自动装置误动作；影响电子仪表和通信系统的正常工作，降低通信质量；增大附加磁场的干扰等。 谐波对电力电容器有哪些影响？ 当配电系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，一方面由于电容器组的谐波阻抗小，注入电容器组的谐波电流打，使电容器过负荷而严重影响其使用寿命，另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而导致损坏。因此，电压谐波和电流谐波超标，都会使电容器的工作电流增大和出现异常，例如，对于常用自愈式并联电容器，其允许过电流倍数是1.3倍额定电流，当电容器的电流超过这一限制时，将会造成电容器的损坏增加、发热异常、绝缘加速老化而导致使用寿命降低，甚至造成损坏事故。同时，谐波使工频正弦波形发生畸变，产生锯齿状尖顶波，易在绝缘介质中引发局部放电，长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化、自愈性能下降，而容易导致电容器损坏。 按照电力系统谐波管理规定，电网中任何一点电压正弦波的畸变率（歌词谐波电压有效值的均方根与基波电压有效值的百分比），均不得超过表2－5规定。 表2－5 电网电压正弦波形畸变极限值 用户供电电压（kV）总电压正弦波形畸变率极限值各奇、偶次谐波电压正弦波形畸变率极限之（％） 0.38 5 4 2 6或10 4 3 1.75 35或63 3 2 1 110 1.5 1 0.5 谐波对电力变压器有哪些影响？ （1）谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热，振动，噪声增大，绕组附加发热等。（2）谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力

功率因数的详细讲解

功率因数的详细讲解 例如：设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。在这个例子中，功率因数是0.7 (如果大部分设备的功率因数小于0.9时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。 ( 2) 基本回答：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。 (3) 高级回答：在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。 功率因数是交流电路的重要技术数据之一。功率因数的高低，对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。 所谓功率因数，是指任意二端网络（与外界有二个接点的电路）两端电压U与其中电流I 之间的位相差的余弦。在二端网络中消耗的功率是指平均功率，也称为有功功率，它等于: P=UIcosΦ 由此可以看出，电路中消耗的功率P，不仅取决于电压V与电流I的大小，还与功率因数有关。而功率因数的大小，取决于电路中负载的性质。对于电阻性负载，其电压与电流的位相差为0，因此，电路的功率因数最大（）；而纯电感电路，电压与电流的位相差为π／2，并且是电压超前电流；在纯电容电路中，电压与电流的位相差则为－（π／2），即电流超前电压。在后两种电路中，功率因数都为0。对于一般性负载的电路，功率因数就介于0与1之间。 一般来说，在二端网络中，提高用电器的功率因数有两方面的意义，一是可以减小输电线路上的功率损失；二是可以充分发挥电力设备（如发电机、变压器等）的潜力。因为用电器总是在一定电压U和一定有功功率P的条件下工作，由公式 I=P/UcosΦ 可知，功率因数过低，就要用较大的电流来保障用电器正常工作，与此同时输电线路上输电电流增大，从而导致线路上焦耳热损耗增大。另，在输电线路的电阻上及电源的内组上的电压降，都与用电器中的电流成正比，增大电流必然增大在输电线路和电源内部的电压损失。因此，提高用电器的功率因数，可以减小输电电流，进而减小了输电线路上的功率损失。提高功率因数，可以充分发挥电力设备的潜力，这也不难理解。因为任何电力设备，工作时总是在一定的额定电压和额定电流限度内。工作电压超过额定值，会威胁设备的绝缘性能；工作电流超过额定值，会使设备内部温度升得过高，从而降低了设备的使用寿命。对于电力设备，电压与电流额定值的乘积，称为这台设备的额定视在功率S额即 S额＝U额I额 也称它为设备的容量，对于发电机来说，这个容量就是发电机可能输出的最大功率，它标志着发电机的发电潜力，至于发电机实际输出多大功率，就跟用电器的功率因数有关，用电器消耗的功率为 P=S额cosΦ 功率因数高，表示有功功率占额定视在功率的比例大，发电机输出的电能被充分地利用了。例如，发电机的容量若为15000千伏安，当电力系统的功率因数由0．6提高到0．8时，就可以使发电机实际发电能力提高3000千瓦，这不正是发挥了发电机的潜力吗？设备

额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念

额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念 2011-08-10 17:50 转载自分享 最终编辑老电工BG6RKO 三相异步电动机的有功功率和额定功率的区别和联系: 额定功率是电机运行在额定点输出的机械功率。 额定功率=sqrt（3）*额定电压*额定电流*功率因数*效率。这是特指额定点。视在功率=sqrt（3）*电压*电流。 有功功率=sqrt（3）*电压*电流*功率因数，这个有功功率是电机输入的电功 率，它不同于视在功率是交流电压电流的相交差造成的，或者说是电机中的储能元件电感造成的。 效率是电机中的定转子铜损，铁损和机械损耗造成的，完全不同的概念。无功功率没有功率损耗，只是有能量以磁场的形式储存在储能元件中，没有传递到机械功率输出，而效率的损耗全部转化成了热能，会使电机产生温升。 电动机从电网上吸收电能经过电磁感应定律的规定，变成电动机转子旋转，带动负载机械做功，这样就将电能转化成机械能。 电动机输出的能量为电动机的额定功率。 电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。 将额定功率和所有的损耗加起来，就为电动机从电网中吸收的有功功率。 电动机将电能转化成机械能是离不开磁场的，磁场的建立就是靠电动机线圈通电形成的，那么形成磁场也需要能量，这部分的能量并没有转化成机械能和热能，相当于媒介，此部分能量为电动机的无功功率。 有功功率＋无功功率＝视在功率，注意：这可是矢量相加哟。 效率＝额定功率÷有功功率×100％永远小于1 一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念 1.有功功率：可以转化成其他形式能量（热、光、动能）的能量。以P来表示，单位为W。一般来说，有功功率是相对于纯阻性负载来说的。 2.无功功率：功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。以Q来表示，单位为Var。它的产生是由于感性负载、容性负载、以及

功率因数校正基本原理与谐波概念

功率因数调整和谐波抑制基本原理 关键词：正弦波频率（周期）相位交流电电压电流电阻电感电容功率因数谐波 1、为什么要调整功率因数？ 电能的合理应用要求在传输及分配中要尽量限制电网中所有引起电能损耗的因素，其中重要的因素之一就是无功功率。无功功率因感性负荷所引起，工业以及公共电网上的主要负荷是电阻-电感性的。 电网功率因数调整的目的是通过在某些特定的环节上用超前无功功率来补偿滞后无功功率。此方法还能避免过高压降及额外的电阻损耗。将电容器尽可能地靠近电感负载并联于电网，就可产生所需的超前无功功率。静态电容补偿装置可以减少电网上传输的滞后无功功率。当网络条件改变时，通过增加或减少单个电力电容器，就可逐步调整所需的超前无功功率来补偿滞后无功功率。 2、功率因数调整的好处 ☆输配电成本降低：8到24个月即可收回投资成本，功率因数校正降低了系统中的无功功率、功率损耗进而输配电成本也成比例下降。 ☆有效的利用设备：功率因数的改善意味着电力设备更经济实用的工作（同样的视在功率具有更高的有功功率） ☆改善电压的质量 ☆减少压降 ☆优化电缆尺寸：随着功率因数的提高（载流量减小），电缆横截面也因此减小。或者说，同样的电缆可以传输更多的功率。 ☆较小传输损耗：输电线开关装置的载流量减不，假如只有有功部分，这就意味着输电线的铜损得以降低。 3、谐波的概念 谐波是频率几倍于50H频率的正弦电压和电流。谐波是由非线性电压/电流特性的电子负载的操作而引起的，主要谐波源有以下几类：

①电力电子装置工业常用有整流、逆变、调压和变频器等。 ②电弧炉用于钢铁等行业的交流和直流电弧炉等。 ③家用电器如日光灯、电视机、调速风扇、空调、冰箱等。 ④高新技术设备现代办公和商用计算机、节能灯、核磁共振设备等 发达国家的经验表明，随着科学技术的发展，各种非线性用电设备容量的增长率大大超过电网的发电设备容量的增长率，若不进行有效的谐波控制，供电电压的谐波畸变率可能高达10%。我国电网已开始遭遇并将迅速面临发达国家当前的谐波局面，即谐波源随着高新技术的发展而猛增，电网电压的畸变率也将上升。 谐波畸变可以导致相关设备的误动作，谐波引起的共振甚至破坏电网中的某些设备，谐振可导致以下不良后果： ☆电容器的过载 ☆变压器和传输设备的过载 ☆对测量和控制系统的干扰，对计算机和电气传动装置的干扰 ☆谐振增加，即谐波放大 ☆电压畸变 而有源及无源滤波器可防止这种现象的发生。 4、受谐波影响的功率因数调整 电能对工业而言是极为重要的生产力因素。我们的目标是如何有效地使用它，通过PFC降低无功电流有助于节约电能。现代电力电子设备（驱动装置、不间断电源等）的大量使用所产生的非线性电流正以谐波的方式影响着电网并加重了它的负荷（电网污染），在常规的功率因数调整系统中，电力电容器与电力变压器形成了一个谐振电路，使得谐波电压和电流被放大，严重地加大了谐波的危害程度。 这些谐振现象可通过串联带有滤波扼流圈的电容器得以避免，称去谐功率因数调整系统。去谐系统的自振频率要低于最低的线路谐波频率。这样对于高于基波频率的谐波而言，去谐PFC系统表现为纯感性，对于50Hz的线路频率而言，

试分析谐波对电能计量的影响

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

关于功率因数的详细解析

关于功率因数的详细解析 功率因数（Power Factor）是衡量电气设备效率高低的一个系数。它的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数低，说明无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。 关于功率因数的讨论网上也有不少文章，但很多人仍然对一些概念存有误解，这将为系统的设计带来诸多危害，有必要在此再加以澄清。 一、功率因数的由来和含义 在电气领域的负载有三个基本品种：电阻、电容和电感。电阻是消耗功率的器件，电容和电感是储存功率的器件。日常所用的交流电在纯电阻负载上的电压和电流是同相位的，即相位差q = 0°，如图1(a)所示；交流电在纯电容负载上的电压和电流关系是电流超前电压90°(q =90°)，如图1(b)所示；交流电在纯电感负载上的电压和电流关系是电流滞后电压90°(q = -90°)，如图1(c)所示。 图1 不同性质负载上的电流电压关系 功率因数的定义是： (1) 在电阻负载上的有功功率就是视在功率，即二者相等，所以功率因数F=1。而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90°，所以所以功率因数F=cosq = cos90°=0，即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。 从这里可以看出一个问题，同样是一个电源，对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同，因此可以说负载的性质决定着电源的输出。换言之，电源的输出不取决于电源的本身，就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。 从上面的讨论可以看出，功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。而且一般说一个负载只有一种性质，就像一个人只有一个身份证号码一样。这种性质的确定是从负载的输入端看进去，称为负载的输入功率因数。一个负载电路完成了，它的输入功率因数也就定了。

怎样提高功率因数

关于提高功率因数的研究 1、什么叫功率因数？ 有功功率和视在功率的比叫功率因数。 2、提高功率因数的意义。 提高功率因数非常重要：①可减少有功损失；②减少电力线路的电压损失，改善电压质量；③可提高设备利用率；④可减少输送同容量有功的电流，因而可使线路及变电设备的容量降低。 3、提高功率因数的方法？ 提高功率因数的方法有：①提高自然功率因数，包括合理选择电器设备．避免变压器轻载运行，合理安排工艺流程，改善机电设备的运行状况；②通过人工补偿提高功率因数、最常用的是并联电容器补偿。并不是经补偿后的功率因数越高越好，因为补偿装置消耗有功发出无功，随着补偿容量的增加，其有功损耗也增加，初投资增大。就经济运行角度而言，补偿后的功率因数过高或过低均会使总功率损耗增加；若补偿功率因数恰当，能使总有功损耗最小，此时的补偿容量及功率因数称为按经济运行原则确定的补偿容量及功率因数。 并联移相电容提高功率因数 由于我公司实际生产工艺中没有使用同步电机，所以我们采用并联移相电容器的方式进行功率因数补偿。 （一）、补偿方式的选择： 根据移相电容器在工厂供电系统中的装设位置，①、有高压集中补偿、②、低压成组补偿和③、低压分散补偿三种方式。 高压集中补偿是将高压移相电容器集中装设在变配电所的10KV母线上，这种补偿方式只能补偿10KV 母线前（电源方向）所有线路上的无功功率。 低压分散补偿，又称个别补偿，是将移相电容器分散地装设在各个车间或用电设备的附近。这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高低压线路和变电所主变压器的无功功率，因此它的补偿范围最大，效果也较好。但是这种补偿方式总的设备投资较大，且电容器在用电设备停止工作时，它也一并被切除，所以利用率不高。现有我厂没有采用。 低压成组补偿是将移相电容器装设在车间变电所的低压母线上，这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线前的车间变电所主变压器和厂内高压配电线及前面电力系统的无功功率，其补偿范围较大。由于这种补偿能使变压器的视在功率减小从而使变压器容量选得小一些，比较经济，而且它安装在变电所低压配电室内，运行维护方便。同时由于我厂存在谐波源，车间变压器的存在，也起到了隔离和衰减谐波的作用。有利于低压移相电容器的安全稳定运行。 4、影响我厂功率因数的主要原因及对策： 一、异步电动机对功率因数的影响 我厂绝大部分动力负荷都是异步电动机, 异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动

功率因数和效率的区别

功率因数与效率的区别 尽管功率因数和转换效率都是指电源的利用率， 但区别却很大。功率因素是输入视在功率与输入有功功率之比，与效率无关的，功率因数越大表示无功量就小；它是电源对电网的利用率。电源效率是输入有功功率与输出有功功率之比，效率越高表示机电的损耗就小；它指的是转换效率，就是你这个LED灯泡是5W，但是你把这整个灯接上就不是5W，电源本身也要耗电，这个效率就是多少点是真正让灯泡用了，多少是无用的。当然效率越高越好。简单的说，功率因数产生的损耗是电力部门负担，而转换效率的损耗是用户自己负担。一般来讲，功率因数与本设备的效率并没有必然的、直接的联系，但是，功率因数低了的话，会大量占用供电设备的容量，增加电路损耗，提高供电成本。比如，同样是1KW的电器，如果功率因数是0.9，那么占用供电系统的容量 1/0.9=1.1KvA，如果功率因数是0.5，那么占用供电系统的容量是1/0.5=2KVA。因为后者的线路电流较前者大了近一倍，所以线路损耗增加了近三倍。所以使用高功率因数设备的意义在于节约供电设备容量和减少线路损耗。效率，通俗地说就是吃了多少饭，干了多少活。比如一个电源，测得输入的功率是220W，又测得输出各路电压的总功率是190W，那么其效率190/220=86.4%。其效率还是很高的。如果换用一个低效率的电源，由于无论使用什么电源，电脑的实际需要是一定的，仍是190W，但这时测得输入的功率是280W，那么这个电源的效率是190/280=67.9%。很显然，两个效率不同的电源，电脑的工作都是一样的，不同的是，后一个电源比前一个电源多耗电280-220=60W。多了这60W，全部转化为热能，由风扇排出了。如果你有测温的工具，可以明显测出这两个电源工作温度和排出空气的温度是明显不同的。使用高效率的电源，对用户而言，可以节省电费，对供电企业，意义是节省供电设备的容量，减少供电设备的压力电源测量仪是各种生产或测量各种低压电源（常见的是开关电源，灯具电源、等等）的通用仪表，可以测各种参数，包括功率因数、输出电压、输出电流、电源效率、纹波、视在功率、有功功率、无功功率，等等。LED常常是用低压直流工作，所以它有一个电源，用来将交流变成低压直流，称为：“驱动器”，或“电源”。电源效率：是衡量输入电源的交流有功功率，有多少转化为直流功率了（有发热损耗等等）。发光效率：是指电能（或功率）转换成光能的转换效率，用lm/瓦来衡量，就是说同样的电能，

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 发表时间：2018-12-05T21:05:00.953Z 来源：《电力设备》2018年第21期作者：苏浩 [导读] 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。 （内蒙古超高压供电局计量中心内蒙古呼和浩特 010080） 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。另一方面是对电流互感器的影响。电流互感器在工作的时候，可能会产生励磁电流，电流的损耗量较大，加上电磁式电流互感器中的铁心磁化曲线是非线性的，铁心饱和度越高，使得产生的电流和额定电流之间的差值变大，主磁通差距变大了以后就会对计量产生影响，使得误差变大。 2.2 谐波对电能表产生误差 电能表是重要的电能计量仪表，包括电磁感应电能表、全电子电能表等。对于电磁感应电能表来说，其内部存在基波和谐波电压和电流，导致电压线阻抗、旋转圆盘以及电流电压的磁通等发生变化，然后使得电能计量产生误差。尤其是在基波和谐波发生波形畸变的时候，电压和电流又不是线性的铁芯，所以会无法和电磁矩阵相叠，使得电能计量的误差更大。对于全电子电能表来说，主要是和其计算方法有关。全电子电能表在进行计量的时候先对不同频率下产生的电压电流的数值进行记录，然后选取一部分数据进行采样计算。但是这种计量方法在计算功率的时候是将各个波次功率相加，并没有将谐波的方向考虑在内。所以对于非线性用户来说，他们在电能计量时，非线性负荷的误差为负，也就是会少计量了电能，而对于线性用户来说，他们在电能计量的时候，线性负荷的误差为正，也就是会多计量了电能。总之，电能表计量时的计算方法会对电能计量的准确性产生很大的影响，尤其是在谐波功率变大的情况下，误差会更大。另外，外界的温度、频率以及电压电路的交换组件等都会对电能计量的准确性造成影响。 3 应对谐波影响的有效措施 3.1 技术措施 一方面，应该在现有的技术条件下，对电能计量方式进行改进，尽可能实现波电能与谐波电能的分别计量，消除谐波所带来的不良影响；另一方面，应该对计量装置进行优化和改进，提升计量结果的准确性和可靠性。例如，可以结合分频技术，针对电子式电能表进行相应的改进和优化处理，强化其对于谐波的辨识能力，使得其可以在电能计量中，准确分辨谐波带能和基波电能，甚至对谐波电能的大小以及传递方向进行计量，减少乃至消除谐波对于电能计量准确性的干扰和影响。 3.2 互感器改进 3.2.1 电压互感器改进 在改进电压互感器的时候，首先可以从内部结构来优化，因为内部结构中铁芯是产生电能计量误差的重要因素，所以在安装铁芯的时候要注意材质的选择，最好选用高导磁率的材质，然后铁芯的磁密要均匀而且尽量要降低磁密，铁芯的长度也要适度地减短。另外，可以通过减少绕组的匝数和改进绕组的耦合状态来降低电能计量的误差。其次是要减少二次回路的电流。比如选择专用的电线路和计量线路，在电能表和互感器之间应用专用路线。比如经常要检查和维修导线和元件的接头，减去不必要的接触电阻。另外，还可以采用多绕组的电压互感器，或者采用补偿性仪器来补偿在二次回路中产生的误差。 3.2.2 电流互感器改进 电流互感器产生电能计量的误差，主要是因为励磁磁动势造成的，所以在改进电流互感器来减少误差的过程中，可以采用补偿法来补偿励磁磁动势。补偿法有无源补偿法和有源补偿法。无源补偿法是在二次侧设置固定电容，不过这种方法对于提高电能计量的精确度比较缓慢，所以还可以采用有源补偿法进行自动跟踪补偿。 3.3 电能表改进 电子式电能表的缺陷是其计量计算方法，所以在改进的时候主要针对计量方法进行方案的优化。在原先的计算方法上，因为谐波的存在，线性用户多计量了电能，而非线性用户少计量了电能，这对于线性用户来说自然是非常不公平的，所以在优化计算方案的时候，首先要采取惩戒措施对那些谐波源用户进行惩罚，补偿给受他们谐波影响的其他用户和供电网络系统。在计量方案方面，可以以基波电能计量为基础，然后把谐波电能作为奖惩的依据，也就是说以基波电能产生的费用作为基础费用，然后再对那些产生谐波的用户收取补偿费，不仅降低了对其他用户的影响，而且也督促这些产生谐波的用户自觉处理谐波，减少谐波带来的误差影响。

LED灯具的功率因数

【特约】茅于海：L E D灯具的功率因数 功率因数从来不是什么问题，过去国家有规定，要功率超过75瓦才有功率因数的要求(到现在为止，对于笔记本电脑还是规定75W以下无功率因数要求)。所以从来没有对灯具提出过什么功率因数的要求。就像日光灯吧，功率因数都是很差的，从来也没有人提出过意见，国家也没有提出什么要求。后来有了节能灯，国家虽然提出了一个要求，但是非常宽松，对15瓦以上才有要求，而节能灯大多数是小于15瓦的。所以等于没有提出要求。唯独出现LED 灯具以后反而严格要求起来了，只有在5瓦以下才不要求，5W以上必须要求功率因数>0.7。而LED灯具除了很小的MR16射灯是3瓦以外，绝大多数都是在5瓦以上。所以这个规定正好卡住了LED的脖子。那么，让我们仔细来了解一下有关功率因数的问题吧! 一.什么是功率因数 我们知道所有发电机都是旋转机械，产生的电压就是正弦波，这就是我们所谓的交流电。交流电有一个好处就是通过电磁感应可以用变压器来改变其电压，而且可以升高到几十万伏

进行远距离传输以减小传输中的损耗，到目的地以后再降下来变成我们常用的市电。我们现在的市电就是220V，50Hz的交流电。而在电工学里交流电是可以用矢量来表示的。矢量可以表示电压也可以表示电流。对于纯电阻的负载，电压和电流是同相的，而对于纯电容负载或纯电感负载，电流和电压就不同相，而是有一个90度的相角，或者称为相位差。在纯电感负载时，其上的电压是领先电流90度，而纯电容负载时，其上的电压落后于电流90度。 如果我们用波形表示时，通常把电压表现为余弦波，如果电流落后于电压，就是电感性负载，领先于电压就是电容性负载。 图1.电感性负载的交流电压和交流电流之间的关系 因为实际上纯电感和纯电容都不存在的，实际的负载只能称为电感性负载或者是电容性负载。这时候其交流电压和交流电流之间就有一个夹角φ，对于电感性负载我们把这个夹角称为φL，而对于电容性负载的夹角就称为φC。(见图2) 图2.电感性负载和电容性负载电压和电流的矢量表示法 功率等于电压和电流的乘积，但是只有在纯阻负载的时候(电压和电流同相)是这样，而在电感性或电容性负载的时候就要把电流的矢量投影到电压矢量(水平轴)上去，也就是要乘以cosφL或者cosφC。我们通常就把这个cosφL或者cosφC称为功率因数。 但是由于这个夹角可以是正的，也可以是负的，所以功率因数也是可能为正数(感性负载)也可能为负数(容性负载)。 但是当我们用矢量来代表电压和电流时，前提是它们的频率必须是完全相同的。而且是在一个线性系统里。

EMC中功率因数的解释与意义

EMC中功率因数的解释与意义 引子—国内销售曾问我，客户有问到功率因数，并考虑功率因数高的电源有否必要—在考虑成本的前提下？ 一．先解释下功率因数的定义与混乱之处： 1.输入负载（这里指灯具）的交流电压与输入负载的交流电流所产生的相位差,用PF字母表示。-实际上这个解释对于销售人员过于专业。 2.口语化解释：功率因数这个值讲的就是负载（这里指灯具）对电网电能的利用率。 3.纯阻性负载的功率因数为1（典型例子是白炽灯），因其不消耗无功功率，交流电在负载上没有产生相位差---即市电电网提供多少能量此负载即完全消耗多少能量，不会产生市电电网自身因无功功率所产生损耗，也就是提高了市电电网的带负载能力。 4.电表是按有功功率来计费，即无功功率在电网损耗后，不计在电表上。 5.电源效率是指电源的输出功率与输入功率的比例，效率越高只能说明电源本身的损耗越小。--功率因数与效率都按百分比表示时销售经常会混淆。 二．功率因数高低的具体影响 上面讲到了功率因数影响的是市电电网的带负载能力-简单的讲就是电网提供了100W的电能（不计电网传输损耗，这里说的是视在功率），负载（这里指灯具）的功率因数只有0.6的情况下，实际这个负载只消耗60W的电能，其它的电能通过无功功率所产生的电流反馈到了电网，严重的会污染电网。（污染是指谐波通过传导影响到电网-即EMI） 实际上负载所标的功率都是负载标称值，也就是额定功率—这里都是有功功率。 三．国内电网对功率因数的措施 说到功率因数的影响这么大，国家供电机构肯定对这种消耗资源的方式早就有了措施。 1.供电所、用电企业的配电房安装功率因数控制装置。--这个集中式的，针对大型的用电场所，与供电的源头。

功率因数如何计算

许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。 在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为： cosφ=P/S=P/[(P2+Q2)^(1/2)] P为有功功率，Q为无功功率。 在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。 1 影响功率因数的主要因素 (1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。 (2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。 (3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。 当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。 无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。 (1)低压个别补偿: 低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。 (2)低压集中补偿： 低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接

浅析谐波对电能计量的影响

浅析谐波对电能计量的影响 摘要：电能计量是电网经济核算的基础，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。确保电能计量的准确可靠具有十分重要的意义。电 能表是电能计量的核心部分和基本量具，其计量准确度直接关系到电能计量的精度。因此，系统地研究谐波对电能计量的影响具有十分必要的。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

功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念

功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念 已发布2009/04/23 03:01 下午 | 已更新2009/05/04 04:22 下午 | 解答ID 9867 功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念 功率因数、峰值因数和浪涌系数经常用来表述UPS的性能。 功率因数：功率是描述能量传输的参数，直流系统中，功率就是电压与电流的乘积。交流系统中，功率就不是这样一个简简单单的乘积，系统中一部分电流并没有提供给负载，我们称之为谐波电流。由此产生视在功率（VA），大于有功功率。视在功率与有功功率之间存在的系数就是功率因数。考虑到这一点，我们用伏安（VA）来表述视在功率，而用瓦特（W）来表述有功功率。 线形负载的视在功率与有功功率无甚差别，但是对于很多负载来说两者之间的差别很大。计算机设备的功率因数一般为0.65,这就意味着视在功率比有功功率大将近50%。IT类设备，例如服务器，路由器，HUB，存储设备等，电源部分由于采用了功率因数矫正设计，对于电网来说，它们近似于线形负载。相对于日光灯、电机等负载来说，这种负载较为清洁，产生较少的谐波电流。 电池运行时间和UPS的有功功率有关系，但是，很多厂家在注明电池在满载下的运行时间时都标明伏安，而不是瓦特。例如，一台10K的UPS满载下可以运行20分钟，在负载功率因数为0.65的前提下，负载量满载时只有6500W，而此UPS有功功率为9000W，这就意味着实际负载量为6500/9000，即72%。而20分钟的运行时间在实际以瓦特为单位的满负载下就不足20分钟。为了避免造成这种误解，机器的运行时间参数应该以瓦特而不是伏安为基础。 峰值因数：是指电流峰值与平均值的比率，大部分电气设备的峰值因数为1.4,PC 机峰值因数为2至3。若负载的峰值因数大于1.4,前端供电设备必须提供负载所需要的峰值电流，否则供电设备的输出电压波形会产生失真。负载峰值因数因前端供电设备的不同而有差异，甚至当负载从一个输入插口移到另一个插口时，峰值因数也会有所变化。目前大家普遍认为峰值因数是计算机负载所固有的，而实际上，它是负载与电源相互作用的结果。负载的峰值因数数值取决于电网的电压波形，在电源设备输出电压波形为纯正弦波的前提下，没有输入功率因数矫正设计的负载的峰值因数一般为2到3，在电源设备输出电压波形为阶梯波的前提下，此种负载设备的峰值因数一般为1.4至1.9。SU机型在带满载时峰值因数为3，带半载时峰值因数为4，1/4负载时峰值因数为8，BK类产品满载时峰值因数为1.6,半载时为2。 浪涌系数：此参数经常会和UPS系统中所采用的浪涌抑制相混淆。浪涌系数与UPS的瞬间过载能力有关，是用来表述UPS应对负载启动时产生的瞬间启动电流的数值。电机、压缩机等负载浪涌系数较大。对于计算机类负载来说，浪涌系