浅谈电力谐波在电力计量中的重要性

浅谈电力谐波在电力计量中的重要性

浅谈电力谐波在电力计量中的重要性

摘要：本文通过阐述了电力谐波对电力网路中各种电力设备的影响及对供电和用电设备使用的影响导致的后果，总结了谐波对电力计量装置的影响规律,并以此建立了电力谐波作用下的电力计量技术。关键词：电力系统；计量；谐波；

中图分类号： F407.61文献标识码：A 文章编号：

随着国民经济和电力工业的飞速发展，用电负荷日趋复杂和多样化，一些具有非线性、冲击性、不平衡特征的负荷设备，如半导体整流和逆变装置以及变频调速装置等电力电子设备，都会不同程度地产生谐波污染，影响电网的电能质量。

近年来，全球范围内因电能质量引起的电力系统及电力设备事故屡有发生，每年因电能质量不合格而引起的国民经济损失极为严重。在电力已成为当今社会主要能源支柱的今天，全社会越来越依赖供电系统的可靠性同时也对供电质量提出了越来越高的要求，电力部门如何积极采取措施保证为社会提供优质、可靠的电力是重大问题。

1、电力系统供电质量保证的重要课题是对谐波测量和监控。

谐波的测量是解决谐波问题的关键，它是研究谐波影响的出发点和依据。通过谐波的测量，技术人员可以实时监控电网中的谐波量和方向，以此判断谐波的流向，从而计量正反向的谐波电量、各次谐波的含油率、电压、电流的幅值、相位等参数，这些数据能为电力部门治理谐波提供可靠的依据。由于谐波的特性是分线性、分布性、随机性、非稳定性和成因复杂，所以对谐波的测量是较为困难的。目前在电力网路中对谐波的测量有以下几种方法：采用模拟带通或者带阻滤波器测量、基于傅立叶变换谐波测量；基于瞬时无功功率的谐波测量；基于神经网络的谐波测量；利用小波方法的谐波测量。这些方法各有

其优势和缺点，其中傅立叶变换的频域分析是对谐波测量的最为广泛的方法。

2、谐波与电能计量

电能计量是电流、电流共同作用的结果，一般来说，电流波形的畸变度主要由负载性质决定，而电压波形的畸变度主要由接线方式及设备性能决定，所以讨论谐波对电能计量的影响时，应该两者综合考虑。即使同一负荷，如果运行的环境不同，谐波对计量的影响都会有所差异；如：35KV供电电压等级比10KV高，电压的畸变度小，谐波的影响也相对较小；供电线路首端比末端的计量点受谐波的影响小；专线计量点比处于负荷中心的计量点受谐波的影响小等。

谐波的作用是影响整个电力系统的电压，所以对电能的计量也会产生负面的影响。这些谐波主要是针对电能表频率产生负面效应，所以电能表的频率响应特征是研究谐波和电能计量的重要数据依据。实践中通过对不同种类电表的频率响应特征的测量和分析，证明了感应是电能表和数字式电能表的对谐波的频响特征的差异。感应式电表随着高次谐波的增加，频率响应曲线有逐渐增多的衰减特征，按频次计算，到九次的时候衰减就能够达到80%以上，这主要是因为感应式电表的圆盘涡流路径的等效圆盘阻抗角会随着频率的增高而增大。而电子式的电表其频响特征曲线较为平坦，可以认为没有衰减，是宽带响应特征，电子表的宽带主要受互感器频带和乘法器时钟频率限制较多。其原因如下：

2.1 谐波功率

在实践中对感应式电表的工作原理可以知道，同频率的电流和电压的磁通之间产生作用才能产生转动的力矩。而谐波对感应式电表的影响就是产生的异常频率，导致电表的电路电压电流产生异于网络的功率（谐波功率），从而影响了电表对电量的计量。

实测中谐波功率的产生有这样几种情况：

（1）电压为正弦波，电流异常。这时如果电流的异变率小于10%时，对电表的影响可以忽视，但是随着电流的增大，电表的误差也会随之增大，形成正向误差，这就是因为磁路的非线性变化导致了电压磁通中出现了谐波导致的附加电流磁通，增加了原有的正常力矩。

（2）电流正弦波正常，电压出现谐波干扰。在这样的情况下，谐波电压的磁通与电流磁通分量产生了附加力矩，在电源异常率在30%以下时，力矩值较小，这时的谐波功率影响可以不计，但是如果超出就会造成计量异常。

（3）当谐波对电流和电压都产生影响的时候，这时就要利用谐波功率流向图来进行谐波功率分析。设电源发出的基础波功率为Pg，线路吸收的基波功率为Pf，线性负荷、非线性负荷的基波功率可以为Pl 和Pn；线路、线性负荷及非线性负荷吸收的h 次谐波功率分别为Pfh，PLh 及PNh。则基波功率和谐波功率守恒表达式如式：PG=Pf+PL+PN（1）0=Pfh+PLh+PNh（2）由式（2）可得：PNh=-（Pfh+PLh）<0（3）经过公式计算，非线性负荷发出的谐波功率实际上又被系统中的电源、线路或线性负荷所吸收。又因为非线性负荷本身不是电源，不可能产生能量，所以作为谐波源，其能量只能来源于自身吸收的能量。由此可以得出结论；谐波功率是由非线性负荷从系统中吸收的基波功率中的一部分转化而来的。通过上述谐波功率的分析，可以得出电能表计量的线性负荷的电能值WL、非线性负荷的电能值WN以及电力系统由于谐波损失的电能值Wf。WL=（∫PL+ΣkhPLh）dt（1）WN=（∫PN+ΣkhPNh）dt（2）Wf=（∫ΣPfh）dt（3）式中：kh为第h 次谐波下电能计量衰减的频率响应系数。

2.2 谐波对电能计量影响规律

2.2.1 感应式电表计量影响

在实践中建立起来的感应式电表的频率特征模型，其采用的是MATLAB 数学工具软件模拟仿真，对收集的数据进行了图形化处理，这让技术人员可以直观的看到电流输入和储层之间的关系。经这样的过程，可以看到感应式电表在受到谐波影响时的误差频率曲线，不同的曲线可以反映不同的谐波功率作用下的电表误差。规律是：（1）感应式电表的计量误差频率特征曲线成快速下降趋势，也就是感应式电表在计量高频电能时容易出现误差；

（2）计量所产生的误差随频率增高而增大，当频率达到1000 赫兹的时候，其误差已经到达了90%以上；

（3）在不同的功率因数下，其误差也会随之改变。

2.2.2 电子式电表计量影响

电子式的电表其误差可以从仿真实验中得出，规律是随着频率的升高而误差增大，整个曲线可以看出是一个二次曲线。和感应式电表相同的是，电子式电能表的计量误差会随着谐波频次的升高而增加，整体看，电子计量电表的误差要远远小于感应式电表，20 次谐波频率特性误差总计不超过4%。

3、谐波与电能计量方式的应用和发展

3.1 在谐波作用下的电能计量应用

目前在谐波作用下的电能计量有以下三种方式。

（1）对电表的功率反应性能进行提升，也就是让电表尽量反应实际的功率，即基波和谐波形成的综合功率，也就是全能量计量方式。

（2）对谐波进行滤除或者忽略，让电表只反映基波功率，这种方式是基波电能计量。

（3）利用电表对基波功率和谐波功率进行分辨和区别计量，这种方式成为谐波电能计量。目前国内采用的大多是全能量计量，这样就容易导致计量在谐波作用下产生较大的偏差，所以谐波计量将成为发展方向。

3.2 谐波计量对计量方式发展影响

目前我国使用的是全能量计量方式，在这种计量方式中当基波电流稳定的时候计量是十分准确和可靠的，但是只要电路内出现谐波干扰，且超出了允许误差的最大值时，全能量计量就失去了真正的作用，误差增大。在这里，未来的电力计量的发展方向将是谐波和基波分辨性计量的趋势。也就是在实验中建立一个简化的电力系统，将谐波影响下的计量电表的误差进行模型化处理，以此形成基波线性模型和谐波作用下的非线性模型，这样将二者的特性进行区别，形成谐波作用下的有效电流值并应用到计量实践中，以此指导建立有效的谐波计量技术。

电力系统谐波测量方法电力系统的谐波都是由谐波源产生的,

谐波源产生的谐波电流在系统内的传输设备和线路上产生的谐波性

电压下降,从而形成了系统内部的谐波电压,反过来影响到系统内的正常电压。从而导致了系统电能质量下降。

4、结束语

综上所述：随着越来越多的大功率电子装置的应用, 电力系统中谐波问题越来越严重；因此, 研究抑制消除电力系统中的谐波, 确保电力系统能安全稳定运行是十分必要的。同时，谐波抑制是一个长期的综合性的治理过程, 只有各个方面都严格按照规定标准执行, 才能既减少电能损耗, 又能保证电气设备安全稳定运行。

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浅谈电力计量工作的重要性

浅谈电力计量工作的重要性 摘要：随着工业经济发展，对电力资源的需求越来越大，全国十多个省份都出现不同程度的电力供应紧张状况，其中江西缺电也较严重，而电力能源短缺也将影响国家经济可持续发展。电力企业也在深化改革之中，电力计量工作也为节能降耗作出了自己的贡献，本文讨论了如何运用电力计量实行节能降耗的几点认识。 关键词：电力计量；节能降耗；重要性 Abstract: along with the development of industrial economy, resource for electricity demand more and more big, the more than ten provinces have been in different degree of tensions in the power supply, including lack of electricity and more serious in jiangxi province, and electric energy shortages will also affect national economic sustainable development. The electric power enterprise also in deepening the reform in, electric measuring work also for saving energy and reducing consumption has made its own contribution, this paper discusses how to apply the electric power measurement of energy saving of the some understandings. Keywords: electric power measurement; Saving energy and reducing consumption; importance 1 引言 随着低碳经济、环保和可持续发展等概念的提出，发展低碳低排经济、促进节能减排已经成为我国经济发展，社会和谐的必走之路。因此，也要求电力企业不断地进行深化改革，逐步实现节能减排。电力计量是体现一个企业的综合管理能力最直观标准。因此要求我们充分认识到电力计量工作在节能降耗中的作用，在不断管理创新中，使供电企业能够在提高生产效率的同时符合我国可持续发展的要求。 2 规范技术设备 2.1 采用新技术，提高仪器的精确度 现代电子技术发展，使得电力计量进入了电子时代。电子式电能表的启动功率小，在低功率时准确度仍然较高，频率、电压、功率因数和谐波等的改变对电子电能表的误差影响范围也较小。电子式电能表还能实现远程电量采集．比传统的现场工作人员抄表引起的时间上的误差要小得多。 选用合适的互感器，采用预付费电能表、低耗变压器等也能到达节能降耗的目的。 2.2 严格定期检测和监督的制度

电力谐波治理的几种方法

电力谐波治理的几种方法 目前常用的电力谐波治理的方法无外乎有三种，无源滤波、有源滤波、无功补偿。下面就谈谈这二种方法的优缺点以及市场前景及其经济效益的分析。6.1、无源谐波滤除装置无源滤波器的主要是用电抗器与电容器构成，无源滤波装置的成本较低，经济，简便，因此获得广泛应用。无源滤波器可以分为并联滤波器与串联滤波器。6.1.1、无源并联滤波器现有的谐波滤除装置大都使用无源并联滤波器，对每一种频率的谐波需要使用一组滤波器，通常需要使用多组滤波器用以滤除不同频率的谐波。多组滤波器的使用造成结构复杂，成本增高，并且由于通常的系统中含有无限多种频率的谐波成分，因此无法将谐波全部滤除。不仅如此，由于并联滤波器对谐波的阻抗很低，通常会使谐波源产生更大的谐波电流，谐振在不同频率的滤波器还会互相干扰，例如7次谐波滤波器就可能会放大5次谐波。因此，如果有人将并联滤波器安装前后的谐波情况做过对比，就会发现：虽然滤波器安装以后影响系统的谐波电流减小，但是各滤波器中以及进入系统的谐波电流之和远远超过未安装滤波器之前，谐波源产生的谐波电流也超过未安装滤波器之前。从广义的角度来讲，频率不等于工频频率的成分统统都是谐波。因此，工频是单一频率，而谐波有无限多种频率，可见谐波具有无限的复杂性，使用并联滤波器的方法显然无法对付无限频率成分的谐波。6.1.2、无源串联滤波器由电感与电容串联构成的LC串联滤波器，具有一个阻抗很低的串联谐振点，如果我们构造一个串联谐振点为工频频率的串联滤波器，并将其串联在线路中，就可以滤掉所有的谐波。这就是本文介绍的串联滤波器，串联滤波器由电感和电容串联而成，并且串联连接在电源与负荷之间，因此串联滤波器的“串联”二字具有双重意思：一个意思表示电感与电容串联，另一个意思表示串联在电路中使用。在三相电路中均接入串联滤波器，由于串联带通滤波器对基波电流的阻抗很小，而对谐波电流的阻抗很大，于是只用一组滤波器就可以滤除所有频率的谐波。串联滤波器对于谐振点频率的电流具有极低的阻抗，对于偏离谐振点频率的电流，则阻抗增大，偏离的越多，阻抗越大。对于比谐振点频率高的电流成分，电感的阻抗为主，对于比谐振点频率低的电流成分，电容的阻抗为主。由于谐波成分通常比基波频率高，因此滤除谐波的工作主要由电感完成，电容的作用是抵消电感对工频基波的阻抗。由于滤除谐波的作用主要由电感完成，因此电感量越大滤除谐波的效果越好。但是电感量越大则价格越高，损耗越大，因此从成本及损耗上去考虑问题则希望电感量越小越好。当电感的基波感抗小于负荷等效基波阻抗的50%时，不能实现良好的滤波效果（负荷等效基波阻抗就是负荷相电压有效值与相电流有效值的比值）。因此电感的基波感抗必须大于负荷等效基波阻抗的50%。对于电容器的选择与电感的选择情况不同，电感的匝数可以随意设计，而电容器的耐压只有固定的若干等级，不能随意设计。比如在低压配电系统中，就只有耐压230V与400V的电力电容器可供选择。由于电容器串联在电路中，电容器中的电流即为负荷电流，当电容器的实际工作电压等于其额定电压时，电容器中流过的电流等于电容器的额定电流，电容器得到充分的利用，因此，当

电力系统的谐波

《电力系统的谐波》 电气工程与自动化 1.什么是谐波？特性？分类？ 2.含有谐波的电量的电气参数如何计算？ 3.衡量谐波含量的参数有哪些？定义？ 4.电力系统常见的谐波源有哪些？ 5.谐波的危害是什么？治理方法有哪些？ 理想的交流电压和交流电流波形应是单一频率的正弦波，而实际电力系统中由于负荷 的非线性常会使电压和电流波形产生畸变而偏离正弦，出现各种谐波分量。谐波的含量是 衡量电能质量的重要指标之一。 那么什么是谐波呢？谐波 (harmonic wave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。 奇次谐波:额定频率为基波频率奇数倍的谐波，被称为“奇次谐波”，如3、5、7次谐波； 偶次谐波:额定频率为基波频率偶数倍的谐波，被称为“偶次谐波”，如2、4、6、8次谐波。 一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n ±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等。 变频器主要产生5、7次谐波； 分量谐波:频率为基波非整数倍的分量称为间谐波，有时候也将低于基波的间谐波称为次谐波,次谐波可看成直流与工频之间的间谐波。 电气参数计算 有效值： U= 1T u 2T 0(t)dt I= 1T i 2T 0(t)dt u(t)= 2∞n =1U n sin ?(nw 1t +αn ) i(t)= 2∞ n =1I n sin ?(nw 1t +βn ) w 1=2πT =2πf 1 I= A A= 1T [ 2I 1T sin w 1t +β1 + 2I 2sin 2w 1t +β2 +?+ 2I n sin nw 1t +βn ]∧2dt

浅谈谐波的含义及为什么必须治理

浅谈谐波的含义及为什么必须治理 安科瑞王长幸 江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405 1引言 随着科技发展，电子产品大量应用，电网中谐波大量产生，作为设计人员需要了解谐波的成因及危害，以便更好地防御及治理，提高电能质量。 近年来，电气产品行业出于节能和生产的需要，积极运用新技术，大量地运用了可控变流装置、变频调速装置等非线性负荷设备。其所产生的谐波问题直接影响到了公用电网的电能质量，已引起人们的广泛重视。 2谐波产生的原因及影响 2.1谐波的成因 电网中的谐波主要指频率为工频（基波频率）整数倍成分的谐波及工频非整数成分的间谐波，它们都是造成电网电能质量污染的重要原因。根据大量现场测试的分析结果证实，电力变压器也是电力系统中谐波的一个重要谐波源。电力变压器的激磁电流、铁心饱和及三相电路和磁路的不对称，致使在变压器三角绕组的线电压和线电流中也仍然存在三次谐波分量，尤其在负荷低谷时，随着电网电压的升高，变压器铁心饱和程度加剧，产生的谐波含量也随之增大。随着电网大量电容装置的投运，通过对现场谐波实测发现，谐波并不是只有零序分量可被变压器三角绕组所环路，而是波及全网，并给电容装置及电网的正常运行带来影响和威胁。 在民用建筑中，UPS电源、电子调速装备、节能型灯具及家用电器中的计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备应用的大量增加，以及医院等特殊场合的放射X光机、CT机等大型医疗设备等，使各类非线性负荷注入电网的谐波日益增多，造成电网电能质量的污染的影响也越来越大。在这些设备集中使用的地区，如医院、大型商场、居民小区、写字楼、酒店公寓等，谐波污染已相当严重。谐波污染的影响使电能质量明显下降，因此，对电能质量谐波污染的抑制和治理已刻不容缓。 2.2谐波源的分析 2.2.1电力电子设备 电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，如整流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而容性负载的单相整流电路，由于电容电压会通过整流管向电源反馈，属于电压型谐波源，其谐波含量与电容值的大小有关，电容值越大，谐波含量越大。变频电路谐波源由于采用的是相位控制，其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波，还含有非整数倍数的间谐波。 2.2.2可饱和设备 可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备，与电力电子设备和电弧设备相比，可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下，其谐波的幅值往往可以忽略。 2.2.3电弧炉设备及气体电光源设备 ①电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波 ②气体电光源包括荧光灯、霓虹灯、卤化灯。根据这类气体放电光源的伏安特性。其非线

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

基于MATLAB的电力谐波分析

目录 摘要 (2) Abstract (2) 1：绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2谐波的产生 (3) 1.3电网中谐波的危害 (5) 1.4研究谐波的重要性 (5) 2：谐波的限制标准和常用措施 (7) 2.1国外谐波的标准和规定 (8) 2.1.1谐波电压标准 (8) 2.1.2谐波电流的限制 (9) 2.2我国谐波的标准和规定 (9) 2.2.1谐波电压标准 (10) 2.2.2谐波电流的限制 (11) 2.3谐波的限制措施 (12) 3：谐波的检测与分析 (15) 3.1电力系统谐波检测的基本要求 (15) 3.2国内外电力谐波检测与分析方法研究现状 (15) 3.3谐波的分析 (18) 3.3.1电力系统电压（或电流）的傅立叶分析 (19) 3.3.2基于连续信号傅立叶级数的谐波分析 (19) 4：电力谐波基于FFT的访真 (21) 4.1快速傅立叶变换的简要和计算方法 (21) 4.1.1快速傅立叶变换的简要 (21) 4.1.2快速傅立叶变换的计算方法 (21) 4.2 FFT应用举例 (22) 5：结论 (28) 附录： (28) 参考文献： (30) 致谢： (30)

基于MATLAB的电力谐波分析 学生： 指导老师： 电气信息工程学院 摘要：电力系统的谐波问题早在20世纪20年代就引起人们的注意，到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关换流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分的关注。 本文首先对目前国内外电力谐波检测与分析方法进行了综述与展望，并对电力谐波的基本概念、性质和特征参数进行了详细的分析，给出了谐波抑制的措施。并得出基于连续信号傅立叶级数的各次谐波系数的计算公式，推导了该计算公式与MATLAB函数FFT计算出的谐波系数的关系。实例证明：准确测量各次谐波参数，对电力系统谐波分析和抑制具有很大意义，可确保系统安全、可靠、经济地运行。同时实验结果表明，该法对设备要求不高，易于实现。 关键字：MA TLAB电力谐波分析 Harmonic Analysis of Electric Power System Based On Matlab Student: Teacher: Electrical and Information Engineering Abstract:The harmonic problem of electric power system has caused the attention of people in1920s and 1930s.Until 1950s,owing to the development of high voltage direct current transportation electricity technology,people published a large number of theses about the electricity power system harmonic problem,which caused by the current transform device.Since 1970s,because of the speedly development of eletricity power electronics technology,the various electric power electronics devices were applied extensively in the electric power system,industry,traffic and family,but the harm which the harmonic creates was serious more and more.Many country of the world all pay attention to the harmonic problem. Summary and Prospects of the first domestic and international power harmonics detection and analysis methods, and power harmonics of the basic concepts of the nature and characteristic parameters of a detailed analysis, given a harmonic suppression measures. Obtained based on the

计量工作的重要意义

计量工作的重要意义 计量听起来枯燥，实则非常迷人，它的发展和提高成为各国科学家孜孜不倦永远追求的魅力所在。计量是研究测量的科学，是所有科学赖以发展的支柱。 从人们的日常生活，工业、商贸、医疗、国际贸易，到最尖端的科学和高新技术领域，计量时时刻刻都得到实际的应用。可以说，没有计量步难行。计量是市场经济的重要保证计量科学技术对建立和维护社会主义市场经济体制起着十分重要的作用。这是因为“量”是一切客观事物及其运动的表现形式，它反映着客观事物的内在性质、相互联系和运动规律。随着人类社会的发展，市场经济体制的不断完善，各种活动日益社会化，特别是在贸易往来、科技交流等活动中，对同一“量”应有相对一致的测量结果，这就需要靠计量单位的统一和测量的准确可靠，也就是说，要靠计量来保证，否则社会经济秩序就要发生混乱，生产、流通就不能正常进行，科学实验、高技术的研究与发展也会遇到困难，对外经济贸易和科技文化交流也无法开展。正如聂荣臻元帅讲的那样，“科学技术发展到今天，可以说，没有计量寸步难行。” “科技要发展，计量需先行”，在社会主义市场经济中，计量是必不可缺少的技术基础。我国已颁布的《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国强制检定的工作计量器具管理办法》、《零

售商品称重计量监督规定》、《定量包装商品计量监督规定》、《商品量计量违法行为处罚规定》等法律法规，都体现了计量在市场经济中的重要作用计量是科学研究的重要手段在自然科学的发展中，计量工作是人们正确认识自然现象、掌握自然规律、验证科学预见不可缺少的手段。例如，美籍华人吴建雄博士就是通过精密测量，用实验方法在美国国家标准技术研究院的实验室里验证了世界著名物理学家诺贝尔奖获得者李政道和杨振宁二位博士所提出的弱相互作用下的宇称不守恒理论。在生命现象、引力波、地球科学、材料学、信息学等研究中，都需要精密的计量测试。 在工业生产中，不仅一般零部件的加工、安装需要计量测试手段。在信息高速公路、高层建筑、高速电梯的建设中，在光纤的生产、激光器件的制造和大地测量以及大规模集成电路的生产中，对几何量、折射率分布、带宽等参数的计量测试不确定度也在不断地提高要求。在医疗卫生中，计量不准往往会造成人身事故。放射治疗肿瘤，X射线和γ射线的剂量大小与治疗效果有着密切关系。如果射线剂量超过标准，患者好的组织就会被烧伤或损坏，如果射线剂量不足，则达不到治疗效果。分光光度计不准，会造成肝功能的分析结果不可靠等等。计算机产业、黑色和有色冶金行业、新能源、环境科技的开发与生产、国防建设等都需要计量科学技术。计量不但涉及到各经济领域，也与人民的生活和安全息息相关。在航天、航空、航海、导航、采矿、地震、电力、

电力系统谐波治理的四种方法

谐波，这个新鲜的电力系统名词，在当今的电力行业中，已广为“传播”，几乎在电力行业工作，以及与电力行业有直接关系的人，都对这个名词不陌生，尤其是用电大户单位，谈之色变，一是“谐波”直接影响了工厂的正常工作，由于谐波的存在，工厂的负荷上不去，即便上去了，无功也特高，而传统的“无功补偿”又不能凑效。而是即便无功补偿达到了要求，但谐波含量超标，管理部门不答应，自身的电费多交了不说，还讨不了好。 那么，是否拿“谐波”的肆虐就没有办法了，不！“办法总比问题多”，上海坤友电气有限公司集多年治理“谐波”的经验，针对不同的工况，总结了几种解决问题的方法，公布如下，与各位同仁共勉。 首先，我们讨论谐波的产生原因： 近年来，电力网中非线性负载的逐渐增加是全世界共同的趋势，如变频驱动或晶闸管整流直流驱动设备、计算机、重要负载所用的不间断电源（UPS）、节能荧光灯系统等，这些非线性负载导致电网污染，电力品质下降，引起供、用电设备故障，甚至引发严重火灾事故等。电力污染及电力品质恶化主要表现在以下方面：电压波动、浪涌冲击、谐波、三相不平衡等。 其次，我们讨论谐波的危害： 电源污染会对用电设备造成严重危害，主要有： 增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低设备的利用率和经济效益： 谐波电流使输电线路的电能损耗增加。当注入电网的谐波频率位于在网络谐振点附近的谐振区内时，对输电线路和电力电缆线路会造成绝缘击穿。 干扰通讯设备、计算机系统等电子设备的正常工作，造成数据丢失或死机。 影响无线电发射系统、雷达系统、核磁共振等设备的工作性能，造成噪声干扰和图像紊乱。 引起电气自动装置误动作，甚至发生严重事故。 使电气设备过热，振动和噪声加大，加速绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。

电力系统的谐波治理

电力系统的谐波治理 谐波及其产生 理想情况下，电网电压和电流波形为频率为50Hz（有些国家为60Hz）的正弦波。但是现实情况并非如此，电压和电流波形不是完美的正弦波，这被称为“畸变”。利用傅立叶分析法，这个畸变的波形可以分解为一系列不同频率的正弦波的叠加，其中序数为1的是我们需要的50Hz （或60Hz）的基波，其余的分量的频率是基波频率的整数倍，这些频率的电能是我们不希望看到的，被称为谐波。 谐波由非线性用电设备产生，这些设备被称为“谐波源”。主要的谐波源有： ○电力电子装置，如变频器、整流器、晶闸管。 ○电弧装置，如电弧炉、点焊机、荧光灯、水银灯。 ○饱和设备，如变压器、发电机、电动机。 谐波的影响 现有的用电、供电设备都是按基波频率设计的，谐波的存是一个很大的负面影响。主要有以下几方面： 1.电容器、变压器、电动机的发热和故障，寿命大大减少。 2.保护电路和控制系统的误动作。 3.仪器仪表的测量误差，如计量电费的电度表读数误差。 4.损坏电子设备，尤其是一些精密的电子设备 5.缩短白炽灯寿命 6.干扰通讯线路。 7.在一定条件下，与变压器产生谐振，导致供电系统崩溃。 ——谐波实质上是对供电系统的污染。 典型的谐波波形

典型的谐波波形 谐波术语 1.公共连接点PCC——point of common coupling 用户接入公用电网的连接处，在PCC上至少连接两个用户。 2.基波（分量）fundamental (component) 周期量的傅立叶级数中序数为1的分量，即频率与工频相同的分量。 3.谐波（分量）harmonic (component) 周期量的傅立叶级数中序数大于1的分量，即频率为基波频率整数倍的分量。 4.谐波次数harmonic order 谐波频率与基波频率的整数比。有时也写作harmonic number. 5.谐波含量harmonic content 从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。

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

电路分析基础谐波分析法

电路分析基础谐波分析法 本章实训谐波分析法的验证 实训任务引入和介绍 在电路分析的应用过程中～遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。有时候～电流波形非常简单,如矩形波、三角波等,～可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率,但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂～那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。本次实训我们就以一个简单的电路为基础～通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。 实训目的 1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法, 2.理解谐波分析法的基本原理, 3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。 实训条件 100V直流电源、150V/50Hz交流电源、100V/100Hz交流电源、功率计、 R=10Ω、L=1H、 3C=1.11*10uF、电压表、电流表。 操作步骤 (1)连接电路。 如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V直流、150V/50Hz交流、100V/100Hz电源给出的信号。

图5-12 实训电路 (2)理论计算。 已知: U,100，150sin,t，100sin(2,t,90:)V s R,10, 1X,,90,， c,C X,,L,10, L ? 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。故有: I,0,U,0,P,0000 ? 一次谐波作用于电路时，有: 150 U,，0:Vs12 150，0:U2s1 I,,,1.32，82.9:A1R，j(X,X)10，j(10,90)L1C1 U,1.31，82.9:(10，j10),18.5，127.9:V1 ? 二次谐波作用于电路时，有: 100，,90:U2s2 I,,,2.63，,21.8:A2R，j(X,X)10，j(20,45)L2C2 U,2.63，,21.8:(10，j20),58.8，41.6:V2

浅谈计量的重要性论文

浅谈计量的重要性 摘要:随着我国加入WTO以及国务院对省以下的质量技术监督机构实行垂直管理，包括所属单位性计量技术机构，预示着质量技术监督系统的任务更加繁重、责任更加重大，将面临着巨大的机遇和挑战，在这种大气候、全方位的市场经济竞争中将受严峻的考验。为了进一步适应这种形势，就必须在全社会各行各业加强计量工作，以适应新形势下的要求。 关键词:计量重要性 1 引言 计量听起来枯燥，实则非常迷人，它的发展和提高成为各国科学家孜孜不倦永远追求的魅力所在。计量是研究测量的科学，是所有科学赖以发展的支柱。从人们的日常生活，工业、商贸、医疗、国际贸易，到最尖端的科学和高新技术领域，计量时时刻刻都得到实际的应用。 2 计量重要性 2.1计量是市场经济的重要保证 计量科学技术对建立和维护社会主义市场经济体制起着十分重要的作用。这是因为“量”是一切客观事物及其运动的表现形式，它反映着客观事物的内在性质、相互联系和运动规律。随着人类社会的发展，市场经济体制的不断完善，各种活动日益社会化，特别是在贸易往来、科技交流等活动中，对同一“量”应有相对一致的测量结果，

这就需要靠计量单位的统一和测量的准确可靠，也就是说，要靠计量来保证，否则社会经济秩序就要发生混乱，生产、流通就不能正常进行，科学实验、高技术的研究与发展也会遇到困难，对外经济贸易和科技文化交流也无法开展。正如聂荣臻元帅讲的那样，“科学技术发展到今天，可以说，没有计量寸步难行。”“科技要发展，计量需先行”，在社会主义市场经济中，计量是必不可缺少的技术基础。我国已颁布的《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国强制检定的工作计量器具管理办法》、《零售商品称重计量监督规定》、《定量包装商品计量监督规定》、《商品量计量违法行为处罚规定》等法律法规，都体现了计量在市场经济中的重要作用。 2.2计量是科学研究的重要手段 在自然科学的发展中，计量工作是人们正确认识自然现象、掌握自然规律、验证科学预见不可缺少的手段。例如，美籍华人吴建雄博士就是通过精密测量，用实验方法在美国国家标准技术研究院的实验室里验证了世界著名物理学家诺贝尔奖获得者李政道和杨振宁二位博士所提出的弱相互作用下的宇称不守恒理论。在生命现象、引力波、地球科学、材料学、信息学等研究中，都需要精密的计量测试。在工业生产中，不仅一般零部件的加工、安装需要计量测试手段。在信息高速公路、高层建筑、高速电梯的建设中，在光纤的生产、激光器件的制造和大地测量以及大规模集成电路的生产中，对几何量、折射率分布、带宽等参数的计量测试不确定度也在不断地提高要求。在医疗卫生中，计量不准往往会造成人身事故。放射治疗肿瘤，X射线和γ

电力系统谐波的危害与治理

电力系统谐波的危害与治理 【摘要】谐波污染是影响电力系统安全稳定运行的主要因素之一,谐波影响了电力系统中的电能质量,会产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率。对谐波污染的有效治理,对于保证电力系统的经济运行具有重要的意义。本文介绍了电力系统中常见的谐波污染源种类,分析了谐波污染的危害,并对谐波治理方法进行了总结。 【关键词】电力系统谐波治理 1 电力系统中谐波的来源 谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,而基波是指其频率与工频相同的分量。就电力系统中的三相交流发电机发出的电压来说,其正常波形是正弦量,即电压波形基本上无直流和谐波分量。随着电网中各种电力电子设备的增加,电网的谐波污染日益严重。谐波会使电网中电压和电流波形发生畸变,严重影响电力系统中的电能质量。对电力系统中谐波污染的有效治理,对于保证电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。 电力系统中的谐波主要由非线性或者对电流进行周期性开断控制的电气设备产生。电力系统中的谐波源主要有以下两种:一是具有非线性电流电压特性的设备,如感应炉、电弧炉、变压器等。还有就是装有电力电子器件对电流进行控制的设备,如变流装置、变频器、交流控制器等。 这些谐波源中,在设备的电源侧有整流回路的都会产生因其非线性引起的谐波。在输出侧的逆变电路中,对于电压型电路来说,输出电压是矩形波。对电流型电路来说,输出电流是矩形波。矩形波中含有较多的谐波,对负载会产生不利影响,因此即使电力系统中电源的电压是正弦波,也会由于这些非线性元件的存在使得电网中总有谐波电流或电压的存在。因此电网谐波的存在主要在于电力系统中存在各种非线性元件。 2 电力系统谐波的危害 电力系统中由于谐波所引起的不良反应十分广泛。谐波污染会使系统中的设备产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率。大量的三次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,引起严重事故。谐波影响各种电器设备的正常工作,使电机发生机械振动、噪声和过热,使变压器局部严重过热,使电容器、电缆等设备过热,使绝缘老化,寿命缩短以至损坏。谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量,重者导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并使电气测量仪表计量不准确。

电力系统谐波检测与分析毕业设计论文

毕业设计（论文）题目：电力系统谐波检测与分析

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

计量工作的重要意义审批稿

计量工作的重要意义 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

计量工作的重要意义 ? 计量听起来枯燥，实则非常迷人，它的发展和提高成为各国科学家孜孜不倦永远追求的魅力所在。计量是研究测量的科学，是所有科学赖以发展的支柱。 从人们的日常生活，工业、商贸、医疗、国际贸易，到最尖端的科学和高新技术领域，计量时时刻刻都得到实际的应用。可以说，没有计量步难行。计量是市场经济的重要保证计量科学技术对建立和维护社会主义市场经济体制起着十分重要的作用。这是因为“量”是一切客观事物及其运动的表现形式，它反映着客观事物的内在性质、相互联系和运动规律。随着人类社会的发展，市场经济体制的不断完善，各种活动日益社会化，特别是在贸易往来、科技交流等活动中，对同一“量”应有相对一致的测量结果，这就需要靠计量单位的统一和测量的准确可靠，也就是说，要靠计量来保证，否则社会经济秩序就要发生混乱，生产、流通就不能正常进行，科学实验、高技术的研究与发展也会遇到困难，对外经济贸易和科技文化交流也无法开展。正如聂荣臻元帅讲的那样，“科学技术发展到今天，可以说，没有计量寸步难行。” “科技要发展，计量需先行”，在社会主义市场经济中，计量是必不可缺少的技术基础。我国已颁布的《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国强制检定的工作计量器具管理办

法》、《零售商品称重计量监督规定》、《定量包装商品计量监督规定》、《商品量计量违法行为处罚规定》等法律法规，都体现了计量在市场经济中的重要作用计量是科学研究的重要手段在自然科学的发展中，计量工作是人们正确认识自然现象、掌握自然规律、验证科学预见不可缺少的手段。例如，美籍华人吴建雄博士就是通过精密测量，用实验方法在美国国家标准技术研究院的实验室里验证了世界着名物理学家诺贝尔奖获得者李政道和杨振宁二位博士所提出的弱相互作用下的宇称不守恒理论。在生命现象、引力波、地球科学、材料学、信息学等研究中，都需要精密的计量测试。 在工业生产中，不仅一般零部件的加工、安装需要计量测试手段。在信息高速公路、高层建筑、高速电梯的建设中，在光纤的生产、激光器件的制造和大地测量以及大规模集成电路的生产中，对几何量、折射率分布、带宽等参数的计量测试不确定度也在不断地提高要求。在医疗卫生中，计量不准往往会造成人身事故。放射治疗肿瘤，X射线和γ射线的剂量大小与治疗效果有着密切关系。如果射线剂量超过标准，患者好的组织就会被烧伤或损坏，如果射线剂量不足，则达不到治疗效果。分光光度计不准，会造成肝功能的分析结果不可靠等等。计算机产业、黑色和有色冶金行业、新能源、环境科技的开发与生产、国防建设等都需要计量科学技术。计量不但涉及到各经济领域，也与人民的生活和安全息息相关。在航天、航空、航

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。