諧波治理對電能計量的幫助
諧波治理對電能計量的幫助

近年來隨著國家政策的調整和節能環保工作不斷的推進，在電網污染嚴重的企業，小型煉鋼，大型起重吊裝，牽引等設備的電力電子裝置帶來的諧波問題。

電力系統中的主要諧波源可分為兩類：一是含半導體的非線性元件，如各種整流設備、變流器、交直流換流設備、變頻器等節能和控制用的電力電子設備；二是含電弧和鐵磁非線性設備的諧波源，如交流電弧爐及鐵磁諧振設備等。隨著硅整流、電弧爐及可控硅換流設備的廣泛使用和各種非線性負荷的增加，當正弦基波電壓施加于非線性設備時，設備吸收的電流與施加的電壓波形不同，電流因而發生了畸變，諧波電流注入到電網中，造成電壓正弦波形畸變，這些設備就成了電力系統的諧波源。

1、對諧波的限值和對計量的要求

GB/T 14549《電能質量公用電網諧波》中明確給出了公用電網諧波電壓的限制值，見表1。諧波電壓的限制值參見GB/T 14549。

工頻整數倍數的諧波波形，對電能計量裝置的準確計量產生了較大的影響。

DL/T 614-1997《多功能電能表》對諧波影響的要求：分別將含有百分之十的3次、5次諧波干擾源施加在多功能電能表電壓線路，需量值誤差的改變量應不超過百分之0.2，程序不應紊亂，內存數據不應丟失（測量單元為額定工作狀態）。

2、計量電能表受諧波影響的誤差

2.1 感應式電能表受諧波的影響

感應式電能表是靠電磁感應來產生轉動力矩的，電能表工作時，電壓線圈的電流所產生的磁通分為兩部分，一部分是穿過鋁盤并由回磁板構成回路的工作磁通，另一部分是不穿過鋁盤而由左右鐵軛構成回路的非工作磁通。而電流線圈所產生的磁通，兩次穿過鋁盤，并通過電流元件鐵芯構成回路。由于電壓線圈和電流線圈產生的交變磁通，在不同位置穿過鋁盤，并在鋁盤的不同位置感應出電流（渦流），此渦流與磁場相互作用便產生推動鋁盤轉動的力矩，鋁盤轉動與負載有功功率成正比。

電能表產生誤差的原因很多，與系統高次諧波相關的體現為兩個方面：

·電磁感應式電能表的設計只按基波考慮；

·由諧波和基波疊加而成的電壓、電流波形發生畸變。

2.2 電子式電能表受諧波的影響

電子式電能表的工作過程如圖1。

全電子式電能表產生誤差的因素，完全消除了感應式電能表的機械轉動、元件磨損、傾斜度等的影響，但對其運行環境、元器件質量、電能質量、諧波頻率的影響產生的誤差也是多方面的。

3、多功能電能表諧波計量

全電子式電能表通過不斷演變，由原來的單片機技術發展到采用大容量CPU、漢字點陣字庫，以及A/D+DSP+CPU形式，不斷完善獨立、固化的計量專用芯片，并逐步拓展大量程、寬量限電能表，滿足不同方式的計量需要；現以諧波多功能表為例，介紹諧波計量的特點。

4、諧波計量電能表的主要特點

·帶有諧波功率測量并能指示諧波潮流方向；

·具有測量與基波方向一致/相反的諧波有功電能，基波有功電能、基波無功電能、實際消耗電能、總電能的功能；

·時鐘自帶溫度補償，在停電時同樣能進行溫度補償，在-40～+70℃范圍內，時鐘精度優于0.5s/d；

·具有備用時段功能；

·RS485能實現波特率自適應功能；

·能實現自動校表。