电力谐波对电能表电能计量的影响分析

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:曾祥伟
[导读] 摘要:电能作为我国的一种重要能源,其关系到人民的生产生活,改革开放后,随着我国经济水平的不断提升,各类生产生活对电能的需求量和依赖程度与日俱增,我国各大电力企业抓住这一时代条件,发展自身,使得我国的电力企业的规模和数量得到了迅速提升,由于电能的重要性,人民对电能的关注度也日益攀升,电能计量是电能多少的衡量工具,因此电能计量的准确性关系到用户与企业的切身利益,但在研究中发现电力谐波会影响电能表的电能
        (贵州电网有限公司毕节黔西供电局  贵州省黔西县  551500)
        摘要:电能作为我国的一种重要能源,其关系到人民的生产生活,改革开放后,随着我国经济水平的不断提升,各类生产生活对电能的需求量和依赖程度与日俱增,我国各大电力企业抓住这一时代条件,发展自身,使得我国的电力企业的规模和数量得到了迅速提升,由于电能的重要性,人民对电能的关注度也日益攀升,电能计量是电能多少的衡量工具,因此电能计量的准确性关系到用户与企业的切身利益,但在研究中发现电力谐波会影响电能表的电能计量,本文已电力谐波对电能表计量的影响为研究课题,本文首先简述了电力谐波的概念,其次阐述了电力谐波的危害,再次述述了电力谐波对电能表电能计量的影响,最后提出相应的解决措施,为我国电力行业做出应有的贡献。
        关键词:谐波;电能表;计量
        前  言:
        随着电力的产生,我国的各行各业都以电力能源为生产的先决条件,电力融入到人类生产、生活的方方面面,因此随着人类生产和生活活动频率的增强,电力的需求量也呈现出与日俱增的趋势,在如此高需求量的背景下,电力行业电能表的电能计量的准确性相当重要,电能计量的准确性是保障企业生产经营不收亏损的重要措施,同时也能维护广大人民正常消费用电,保障消费者权益不受损失,但是电能表的计量很容易受到电力谐波的干扰从而影响到其准确性,本文通过有效合理的方法来消除电力谐波对电能表电能计量的影响,从而维护电力行业的健康平稳的发展。
        一、电力系统中的主要谐波源
        电力系统在正常运转工作时,交流电网中以工频频率为有效分量,该频率的特点是单一,若该系统中还存在与该频率不同的成分,我们把这种成分叫做电力谐波,其中谐波的产生主要是因为正弦电压对对非线性负载实施加压导致基流电流的形变而形成,电力谐波的产生不仅会影响电能计量的准确性,而且会大大增加能耗,更严重的是其能导致电能质责符合脱扣保护消防系统,因为这种系统在运行的过程中很容易产生线路过载的问题,从而迫使消防设施使用时产生故障,从而极易可能造成严重的安全事故
        二、电力谐波产生的原因
        (一)发电源质量问题
        发电源质量问题是引起电力谐波产生的重要原因,在生产生活中发电机使用的是三相绕组运行方式,发电机的内部结构的有效对称性在生产中很难保证,也无法保障发电机中的使用铁芯的均匀性,这些因素导致发电机在使用的过程中极容易产生谐波,谐波的产生会大大降低发电机的运行效率,同时也会缩短发电机的使用年限,这样就会大大增加电力企业的运行成本。
        (二)输配电系统问题
        输配电系统也是产生电力谐波的重要源头之一,输配电系统运行过程中产生的电力谐波主要是来自电力变压器,如电力变压器中的铁芯饱和度、磁化曲线以及设计非经济性等因素。
        (三)设备产生的谐波
        设备产生的谐波主要是指晶闸管等整流设备,晶闸管整流设备在生产生活中广泛应用,运用最多的地方是充电装置、电力机车以及开关电源等方面,因为晶闸管整流设备的使用在较大程度上增加了电力谐波的产生。
        三、电力谐波的危害
        (一)波形畸变
        一些用户在使用电网的时候为了达到某种目的会在电网运行的过程中注入谐波功率,谐波功率会影响到电力系统的正常运行,并在某种特定的条件下会与正常波相加,最终会形成不一样的波的形式呈现出来。
        (二)影响旋转电动机
        电动机运行时当基波频率低于谐波时,会影响到电动机的正常运行,从而时电能的消耗增加,比如涡流效应、磁滞效应等,谐波电流不仅会使电能的消耗增加,而且在一定程度上会导致内部铁损的现象发生。


        (三)影响电力变压器
        通常情况下,电力变压器是产生电力谐波的主要来源,由于谐波的产生导致电力变压器在运行的过程中出现铁损以及发热的现象,但是接通电源状态下的变压器不会产生谐波,只会出现一些不良现象,这在一定程度上降低了变压器的使用年限。
        四、电力谐波对电能表电能计量的影响
        (一)影响电能表电能计量的准确性
        现在市面上常用的电能表有电子式电能表和感应式电能表两种类型,电子式电能表在不同测量波形下会产生不同的响应,因此电子电能表在电能计量上面会存在一定的差异,电子式电能表由于其本身的特性,在使用的过程中很容易受到外界因素的影响,导致该表在电能计量上的上不准确,其中因素最大的因素就是电力谐波,正弦函数具有正交性的特点,在电压和电流产生变化的条件下,容易产生电能计量的误差,但这一影响较小,最大的影响是在实际的使用过程中,需要用到互感设备对电压和电流的处理,互感设备使用的科学性和合理性对电能计量影响很大。感应式电能表也避免不了电力谐波的影响,其影响的方式是通过电流和电压与谐波运作方式特点的不同,从而引起感应式电能表的电能计量的差异。
        (二)影响电能表电能计量的合理性
        电力系统在运行过程中由于极易受到电力谐波的影响,导致电能表的电能计量严重的不合理,比如在实际生产生活中一些非线性用户由于受到谐波的影响导致支付电力金额小于电能表电能计量的实际值,但电力企业公司为了保障电力的收支平衡会把受电力谐波影响的电能平摊到其他用户身上,从而给消费者带来不合理的指出。
        五、减少电力谐波对电能计量影响的措施
        (一)提高谐波的监测与治理
        为了减少电力谐波的影响,在生产生活中我们需要提高对谐波的监测与治理,其中包括以下几个方面,一是对电力系统运行过程中的谐波加强监控,同时对与产生谐波关系密切的电力站进行检测,并对重置装置进行严格监管;二是严防谐波源的接入,做好科学规划;三是一旦发现谐波频率影响到用户对电能的使用质量需要及时调整接入方式。
        (二)避开谐波源用户
        首先需要了解清楚一个地方受谐波影响的用户的主要分布地,然后根据他们受影响的实际情况来制定合适方案,方案主要包括以下几个方面:一是尽可能的让谐波用户与计量点保持一定的距离来保证用户的用电质量,二是对谐波影响较大的用户,在进行计量点设计时,选择受谐波影响较小的端口,三是在电能表的选择上尽可能的选择多功能的电能表,来减少谐波的影响。
        (三)增加换流装置相数
        换流装置是电力系统运行过程中产生谐波的主要来源之一,研究表明换流装置相数不断增加的过程会产生数次的电力谐波,因此通过控制换流装置的低频相来对谐波进行有效控制,甚至大都消除的目的。
        结束语
        电能是现代社会必不可少的一种能源,其是维持整个社会有序、正常、平稳运行的重要能源保障,因此加强对电能计量的研究来保障电力企业和广大用户的权益具有很重要的意义。
        参考文献:
        [1]马晨亮.浅议电力谐波对电能表电能计量的影响分析[J].中国新通信,2018,(14).235.
        [2]肖湘辉.电力谐波对电能表电能计量的影响分析[J].科技尚品,2017,(7).17.
        [3]井晶,李昊旸,毕潇昳.谐波对电能计量的影响与对策研究[J].科技展望,2016,(2).110.
        [4]高新艳.谐波对电能表计量误差影响的分析[J].电子制作,2016,(18).99.
        [5]曾祥伟  男  1977年 12 月 贵州省黔西县 贵州电网有限公司毕节黔西供电局  铜铝电能计量
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