邓庆文
楚雄禄丰供电局 云南 禄丰 651208
摘要：随着时代的发展和整体技术的提高，电能的计量系统通常由电表、电压互感器与电流互感器三部分组成，在谐波条件下电能计量系统的三个部分的误差将会直接对整体的电能计量系统的精确度造成一定的影响产生误差。为此针对谐波条件下电能计量系统的计量准确度进行了专门的研究调查，谐波对电能的计量准确性有会产生一定的干扰和影响，从而引起的误差对电能的供应方与使用方都会产生一定的影响，然而，对于供电企业来说，如何更有效得控制好谐波问题将是对整个供电系统产生重要的影响。
关键词：谐波背景；电能计量系统；误差分析
引言
当前，电力事业取得了迅猛发展，在电力营销系统中电能表计量已成为重要环节之一。电力资源是一种极为重要的生产能力，其在人们的日常生活中占据着极为重要的位置，电能计量是否准确不仅直接关系到供电一方的经济效益，同时也对用电一方影响非常大。当前，我国生产力发展迅猛，居民生活条件得到了显著改善，人们越来越需要电力资源。所以，为了确保电能表计量设备更加可靠和准确，就要将电能表计量故障的发生与误差有效减少。但是，误差从某种程度上来说是电能表运行质量的体现，运行环境、现场安装质量等对其的影响均非常大。由此可见，分析导致电能表计量出现误差的具体因素意义极其重大。
1谐波概述
谐波概念。电力系统中非线性负荷的运用越来越多，难免产生大量的谐波，以致于系统电压、电流波形产生严重畸变。畸变的电压、电流的存在，也将直接导致电能质量下降，给电能剂量带来诸多影响。谐波（harmonicwave）严格意义上指的是电流中含有的频率为基波整数倍的电量，通常对周期性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。广义上交流电网有效分量是工频单一频率，由此与工频频率不同成分均可称为谐波，可分为分数谐波、间谐波、次谐波等。谐波产生原因有正弦电压加压于非线性负载（非线性负载指UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等）、基波电流发生畸变。谐波危害。若不考虑外部影响，电网中的供电电压频率和幅值均为固定不变的。根据我国工程的相关资料显示，当电力系统中出现高次谐波时，即使当前系统为稳定状态且负载均衡，也会因中线中有电流带入造成运行故障。谐波的出现对于电力系统的负面影响主要体现在：对电网环境的破坏。电流、电压等参数的突然变化会引发电力设备局部发热等问题，也对电力系统的使用周期造成影响，不利于系统的安全运行；不利于电力设备的安全运行。谐波的出现会引发电击谐振等现象，影响电力设备的精确性，不利于仪器的精准测量，电力数据误差大也会造成系统管理混乱；影响周边区域内通信线路的稳定运行。突出表现为通信质量下降，甚至引发通信设备故障、损坏，同时也不利于生物的生存。
2谐波背景下电能计量系统的误差分析
2.1电磁感应电表
电磁感应电能表是根据基波的原理而设计出来的。此外，在高次谐波电流与电压存在的时候，电能表内部的电压线阻抗将会产生相应的变化，老式电能表的旋转圆盘也会发生变化，这就会对电压与电流的磁通产生影响，这一现象的发生会直接引起电能表计量数据误差。基波和谐波都是以相互叠加的方式存在，然而在波形异常变化的情况下，由于电流和电压都是非线性铁芯，所以磁通无法随着波形的变化而产生线性变化。通过物理学上电路理论可知，电流与电压在相同频率相互作用的情况下，才能产生正常平均平稳的功率，在其他的情况下是不能产生这一结果。在畸变的电流电压正常通过电能表内部的电磁元件时，所形成的波形不会对磁通产生任何影响，这也就使得电磁转矩与平均功率无法形成正比，换句话说，这种电能表中存在谐波的情况下，正弦电流电压不会与不同频率所产生的电磁转矩形成相互的叠加现象，在无法产生相互叠加的情况下，也无法产生谐波电能，在这种情况下使得电能计量系统的计量出现误差是不可能避免的现象。
2.2合理调整参数
为了使电能计量更加精确，应先充分了解电能计量误差情况，然后展开合理调整，最大化控制误差，使其始终不超过最小范围。电能计量装置主要分为三个部分，即二次接线、互感器和电能表，控制其误差可以从下述几点着手。首先，可以借助对负荷点进行调整，以此控制电能表误差；其次，对于二次接线和电力互感器误差而言，二次回路运行具体参数是主要影响因素。因此，应注重控制二次回路的运行参数，以控制误差。电压互感器压降误差在计量综合误差中占比较大，根据实际情况选取恰当的互感器、电能表型号，也可合理补偿两者之间的误差。在使用前进行科学、严密的测试，保证计量装置处于正常状态，才可以正式使用，并加强日常维修保养。
2.3母线电流平衡法
母线电流平衡法是通过电能计量信息平衡应用的方式，实现各个部分电流和电压之间的计量分析，以适应当前电能计量工作的具体需要。母线电流部分的平衡与调节，能够在电能计量局部调整的情况下，实现局部电流状况的调整与计量分析。故而，当电能计量设备出现故障时，补偿调节装置也将实现依据电流结构调整和运作的态势，进行单个电能表故障、抑或者是全站失压问题的处理。前者是将单个故障的电能计量设备“局部排除”，满足当前环境建设的具体需求，后者则是通过母线失压状态下电流调节与控制的基本情况，计算电表失压环境下变压器的电量补偿电量之和，再对电能的传输情况进行分析。如果将电流传输看作是电压故障调节与控制的一种方法，则变压器区域的电量损耗主要是通过母线下多个子线平均数进行电能计量测定。同样，如果此时设备处于全站失压状态，通常需要其他领域的测定完成后，再进行电表状态的评估。依据电力传输线路的基本情况不同，则电能计量故障发生后的补偿性分析与计算的母线核算条件上也会产生一定的差异。技术人员应结合实际情况，合理地进行电能计量的补偿计算。
2.4电子式电能表
其中乘法器是关键器件，常见的为模拟乘法器和数字乘法器两种，数字乘法器可继续分为：硬件乘法器。由移位寄存器、加法器组成，通过时序控制，根据乘法（0或者1）决定累加和右移，运算速度较快，需要额外的硬件电路；软件乘法器。通过A/D转换器转换电流、电压数据，利用乘法指令实现数字量相乘，运算速度相对较慢，可使用CPU自带的乘法器、加法器，有利于节约硬件成本。目前技术条件下电子式电能表得到了普遍运用，电压、电流分别施加于采样元件上，两大参数同步采样并同时输入乘法器。在实际运行中，负载电压、电流均在滤波处理后方输入采样元件，乘法器计算的是工频正弦电压、电流信号。由此，传统电子式电能表未考虑谐波分量所致的误差。现阶段我国电能计量中主要采用电子式电能表，与传统的感应式电能表相比，由于电能表内未设置转盘，以微电子电路为基础，电能计量更加精确、可靠。
结语
电能表和电力系统运行以及广大电力用户的利益息息相关，确保电能表计量精确，是每一位工作人员关注的重点。对于电力系统而言，计量误差影响因素较多，需注重日常检查工作，第一时间发现问题，同时有效解决，严格遵循相关规章制度工作，进一步提高电力系统的稳定性，确保用电环境的良好性，为电力事业的持续、稳定发展奠定坚实的基础。
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