油田电网中谐波对电能计量误差影响的分析
谐波对电能表计量误差影响的分析
谐波对电能表计量误差影响的分析摘要:本文主要探讨谐波对电能表计量误差的影响,通过分析谐波的产生原因、分类及其与电能表计量误差的关系,得出了谐波对电能表计量误差的不可忽视的影响,最后提出了减少谐波的方法。
关键词:谐波;电能表;计量误差;减少方法正文:电能表是对用电进行计量的重要工具,然而在实际使用中,电能表的计量误差往往会受到谐波的影响。
因此,本文将从谐波的产生原因、分类及其与电能表计量误差的关系三个方面进行分析。
首先,谐波的产生原因包括非线性负载、无功补偿器及设备等,它们会产生异频谐波和同频谐波。
其中,异频谐波是指频率与基波不同的谐波,如3次、5次、7次谐波等;同频谐波是指频率与基波相同的谐波,如2次、4次谐波等。
这些谐波会使电流波形变形,导致电能表的计量误差。
其次,谐波对电能表计量误差的影响与谐波的分类有关。
在异频谐波的影响中,3次谐波对计量误差影响最大,其次是5次、7次谐波;在同频谐波的影响中,2次谐波的影响最大。
这是因为电能表采用的电流、电压传感器都是基于基波测量的,而如果存在谐波环境下,电流的有效值、均方根值、功率因数等都会发生变化,因此电能表的计量误差也会随之产生。
最后,为了减少谐波对电能表计量误差的影响,可以采取以下方法:(1)增加电能表对谐波的识别能力,通过对谐波进行滤波或修正,从而提高电能表的精度;(2)加装谐波滤波器或谐波补偿器,使谐波得到有效的限制或消除;(3)在用电负荷设计中,采用符合标准的非线性负载、不使用无功补偿器等设备,使谐波产生的可能性降低。
综上所述,谐波对电能表计量误差具有不可忽视的影响,但通过采取相应的方法可以减少其影响。
因此,在电力系统的设计和维护中,应该充分理解谐波的特性及其对计量误差的影响,从而采取合适的措施确保电能表计量的准确性。
为了解决谐波带来的计量误差问题,目前在实践应用中采用了多种方法进行处理。
其中,一种比较典型的方法就是加装谐波滤波器或者谐波补偿器。
谐波对电能表计量误差影响的分析
【 关键词 】 谐波 ; 电能表 ; 计量误差
O . 前 言
( 2 ) 温度特性 : 其所使用 的技术为大规模集成 电路技术 , 这致使 温
温度的改变 范围在一 4 0 — 8 5 ℃以 内. 可 以基 本忽视误差 的 电网经 济核算的关键性 依据 . 就是 电能计量 . 其 精确与否将 直接 度 特性较好 . 影响电力供求双方的经济利益 而作 为电能计量的基础量具与关键部 变化 。 分。 电能表计量的准确与否 。 将决定着电能计量 的精准度 。近 年来 , 一 3 . 谐波对电能计量 表的影响 些大容量的电力整流换流设备被广泛运用到电力系统 中. 导致供 电系 3 . 1 谐波 电能 的产生 统内出现 了很多的谐波电流 . 并且其 中的非线性负荷可 以将 回馈谐波 电能 系统 自身所含 有的能 . 就能 形成谐波 , 电流的非线性元 件有 功率带给系统 。 进而影响到电能计 量的科 学性 、 精确性 。因此 , 加 强谐 电抗器组 、 变压器 的空载 电流等等 。但是 , 电力系统谐波 电能的出现 , 波对电能表计量的进一 步分析与研究 , 具 有极为深远的意义。 更 为重要 源头是各类非 线性的负荷用户 , 例如 电气拖 动装置 、 整流装 1 . 电能表工作原理 置 以及 电弧炉等等 另外 . 各个家用电器或者是低压 电气装置所形 成 的谐波 电流 . 同样可 以从低压侧转到高压侧中。 1 . 1 感应 式电能表的工作原理 3 . 2谐波对不 同计量表 的影响 假使交变磁通从转盘绕过 。 出现感应电流 。 而在 电流磁通 、 电压磁 电能表计量受畸变波形影响的关键就在于电能表的频 率特性 。 其 通 和装盘之间形 成感应式的电流互相作 用 . 同时在转盘 中形成驱 动力 中. 电能表频率响应 曲线 情况 . 将直接 反应 电能表计量 谐波功率 的精 矩 。其计算公式为 : 准性 。在 电力系统 内接上感应式电能表 , 将会出现以下情况 : ( 1 ) 不 一 M Q = K  ̄ I q b r s i n  ̄ 其误差值 之间也存在差 别 ; ( 2 ) 伴随着频 率的提升 , 计 其中 , K表示 的是 系数 , 表示 电流磁 通 , 表 示电压磁通 , 代 样 的功 率因数 , 如果频率约 为 1 0 0 0 H z , 那 么计量误 差将高 于 9 0 %: 表 电流磁通超前 电压磁 通的相位角 。 为了确保转 盘可以维持相对平稳 量误差 也将变大 . 3 ) 该电能表的电能计 量误差 频率特性 曲线呈现降低 的态势 . 也就是 该 的转速 , 进而 以此来 准确表现 负载的功率 。 将一个永久 性的磁铁 安装 ( 电能表在对高频 电能加 以计量 的过程 中. 将可能发生误差 在转 盘中 , 能够使转 盘形成 制动力矩 M , 而其计算公式表现为 : 与上述感应式 电能表一致 . 对 电子式电能表计量影响的关键就 在 M T = K  ̄r Z n h T 在被监测电流与 电压 的信号 中出现 其 中,好 T代表力 臂 , n 表示转盘转速 , d ) T 贯穿转盘的制 动磁 通 , 频率 的特性 曲线 通过研究发现 . 谐波时 . 电子式 电能表在进行计量时会发生一定的误差 , 然而 , 该误差 K T 代表制动力。 的范畴是在规定范畴 以内的 1 . 2 电子式 电能 表的工作 原理 3 . 3 计量模式对 电能表计量的影响 电子式 电能表 的工作原理可 以利用下列公式表示 : 电力 系统 内 . 线性 负荷不仅可 以将 基波功率吸收 掉 . 同时还可将 t 谐波功率 吸收掉 : 非线性 的负荷可 以将基 波功率予 以吸收 . 且将谐 波 其中, w 表示消耗 的电能 . △t 表示采样 时 间的问隔 , k 代 表采样 功率散发 出去 。 因此 . 在对非线性负荷 、 线性负荷两者 的电能 消耗量 进 的序数 , n 为采样 的次数 。上 述公式说明 : 把 电流乘 以电压之后 , 再 相 行计量 的过程 中 . 因为两者 对谐波的表现不 一样 . 进而 导致最后 的计 加, 之后 再乘以平均 电能。如果在一个周期 以内 , n 较大, 那么其得 到 量结果和实际状况不一致 因为计量谐 波的功率影响 . 导致在谐波 的 的电能就更加精准 。 。 作用下 的电子式与感应式电能表功率计量缺乏精准性 . 进而致使部 分 2 . 电能表的误差特性 受到谐波影响的线性负荷用户必须交更 多的费用 . 而非线性负荷用户 2 . 1 感应式 电能表 只需交较少的费用 . 导致不公平缴费 ( 1 ) 电压特性 : 如果添加在电压线 圈两端 的电压 出现 了改变 , 那么 4 . 合理 电能计量方式的探讨 电能表将 出现 电压 附加误差 , 被称之 为电压误差 。 4 . 1 现行 电能计量的方式 ( 2 ) 温度特性 : 通常将标准温度设定在 2 0 ℃。 假 使电能表所在 位置 现今电能计 量的方式主要 有三种 . 分别是 : 的温度不 同于标准温度 , 将会 出现附件误差 , 也就是温度误差 。 ( 1 ) 基波 电能表仅对用户消耗的基波功 率加 以计算 。 ( 3 ) 频率特性 : 如果 电能表 的额定频率和 电网频 率不一样 , 那 么转 ( 2 ) 电子式电能表计量 , 该方式的频 晌相对 比较宽 。 变引发 电压和电流工作 的磁通幅值与两者问 的相位 角差 . 就导致 电能 ( 3 ) 利用谐波表 、 基波表 , 分别对 用户 的谐 波功率与基波功率进行 表 出现频率误差【 1 】 。 计量的方式。 2 . 2 电子式 电能表 4 . 2电能计量方 式的改进 电子式 电能表 的误 差基本上是 由于表 内分压器亦或 者是 电压互 为了对用户所发出或吸收的谐波 进行精 准的计 量 . 可以将谐波 的
谐波对电能计量的影响分析
级 高、 使用简便等 优 点, 这种 电能 表将有 望在 未来一 段时期内取代感应 式 电能表 。 电子式 电能表 的基础是数 字功率表, 根据它的原理以及 结构
特 点, 大致可将其分 为输入级 、 分 频计 数、 乘法器以及v / f 这 四个 部分。 其 中输入 级的 主要作用是 将 电网当中电流 和 电压经电压与 电流互 感器 转 换成 为合适 的小电压信号 , 并供 给乘法 器; 乘法器是 电子式 电能 表的 核 心部 件 , 它能 够 将 电压模 拟量 转换 为 它们 的 乘积 , 然 后这 部分 模拟
力平 衡 。 所 以, 必 须对全能 量计 量方式进 行改 进 , 采 取分别考虑 基波 电 率的 目的, 进而 确保 电能计 量装 置充分考虑谐 波功率的影 响因素 , 提 高 能 和谐波 电能 的电能计 量方 式。 但 是, 以当前 电力系统 现有技 术难以实 计量的 准确性 。 对 于冲击性负荷而 言, 由于数 字式电能计量 装置的F F T
为 线性 , 供 电为 非正 弦 的情 况下, 电能 表计 量 是的 部 分谐 波 和基 波 电 计 量基 波 电能 和用户 吸收与发 出谐 波电能 的计量 方式 。 这种 计量 方式 能 的代数 和 , 谐 波 的存在 既会损害用 电设 备, 又会导 致用 户多交电费, 不仅充分 考虑 到负载 所吸收 和发 出的谐 波功率 , 而且 还会 消除 全能量 从 而确 保计量 结果 致使该 计量 方式 欠缺 合理性 ; 其二 , 在 用户为非 线性 的情况下, 非 线性 计 量方 式 对用户和 电力企业 利益带 来的不 利影 响 , 负荷会产生谐 波功率 和电能 , 同时会使一部 分 电能倒流 至电力系统中, 更加准确 、 合 理、 公平。 从 而导 致电能 表计 量的 是 基波 电能 与倒流 入 系统 中电能 的相 减数 , 这 ( 二) 电能计 量装置的改进措 施 目前, 由于大 部分用户属于非线 性用 户, 所 以电能准确计 量的关 键 不 仅会对 电网造成 负面影 响 , 还会 使得用户少交 电费 , 损 害供 电企 业利
谐波对电能计量影响的分析及对策
变压 器磁 化 电流 出现尖 项波 形 ,同时也 出现 了奇次 谐波 。实际经验 表 明, 当铁 心饱 和度越 高 ,其 产 生
有十分 重要 的现实 意义 和经济价值 。
1 谐波产生原 因分析
对 于谐 波源 而言 ,通 常会发 出几 种特 定频率 的
谐波 ,其 谐波功 率净值 为正值 。谐 波 电流 源是 主要
波 的3 % 0 ;在 接容 性 负荷 时 则产 生奇 次谐 波 电压 ,
谐 波含量 随电容值 的增 加而增加 。
化 ,使得 电磁转 盘 的在 磁通 的作用 发生 变化 ,产生 了电能计 量误差 。由于 基波和 谐波 在叠 加时会产 生
的谐 波 电流也越 大 。
13 用 电 原 因 .
在 电气 设 备 的使 用 过程 中 ,特 别是 晶 闸管整 流 元 件容 易产生 谐波 。 由于在 日常生活 中 ,如 充 电设 备 、 电力机车 、 电源 开 关等: 使用 到 晶闸管整 流 部会 元 件 。另外 ,单相 整流 电路装 置连接 到感 性负载 时 会 产 生 奇次 谐波 电流 ,其 中3 次谐 波 的含 量达 到 基
的谐 波源 ,因为当端 电压是 正弦波 形 ,其 电流 也不
一
2 谐 波对电能计 量产பைடு நூலகம் 的误 差分析
2 1 谐波 对 电 能 计量 准 确 性 的影 响 .
定是正 弦波 。 由于基 波在 和 电源 相连 是会 反馈谐
波 电流到 电力 系统 中,其本 身 的基 波 功率不会 完全
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响电力谐波是指在电力系统中,频率是基波频率的整数倍的正弦波。
在实际的电力系统运行中,电力谐波会对电能表的电能计量产生一定的影响。
本文将从电力谐波的产生机理、电能表的计量原理和电力谐波对电能表计量的影响等方面进行分析和探讨。
一、电力谐波的产生机理电力谐波是由非线性负载所引起的,这些非线性负载包括电子设备、变频调速设备、电弧炉等。
这些负载在工作时,会使得电流波形发生畸变,产生谐波成分。
由于电力系统中存在电感和电容等元件,这些元件会对谐波成分起到放大作用,造成谐波电压和谐波电流的增加。
电力谐波不仅会导致电网电压波形畸变,还会对电力设备和电能表的正常运行产生一定的影响。
二、电能表的计量原理电能表是用来对电能进行计量的仪表,其计量原理是基于电流和电压的积分来实现的。
电能表计量的基本原理包括磁场积分式和电容积分式两种。
电能表通过对电流和电压的测量,并将其积分后得到的结果作为电能的计量值,从而实现对电能的准确计量。
1. 误差增大由于电力谐波会导致电流和电压的波形畸变,这就会使得电能表的计量产生一定的误差。
特别是在非线性负载较多的电力系统中,谐波电流和谐波电压的存在会导致电能表计量误差增大,从而影响电能的准确计量。
2. 电能表寿命缩短3. 电能表失灵在电能表长期受到电力谐波的作用下,可能会导致电能表的失灵。
电能表失灵后,就无法对电能进行准确计量,从而影响用户的用电成本和电力系统的运行管理。
电能表的失灵也会给电力部门的用电管理带来一定的困难。
四、电能表对抗电力谐波的措施为了减小电力谐波对电能表计量的影响,需要采取一定的措施来对抗电力谐波。
1. 选择合适的电能表在电能表的选型上,可以选择具有一定抗谐波能力的电能表,如数字电能表、静止无功补偿装置等。
这些电能表在设计上具有一定的抗谐波能力,可以减小电力谐波对电能表计量的影响。
2. 谐波滤波器的应用在电力系统中加装谐波滤波器,可以有效地减小谐波电流和谐波电压的影响,从而减小电力谐波对电能表计量的影响。
电力谐波对电能计量的影响及治理措施分析
电力谐波对电能计量的影响及治理措施分析摘要:在电能的使用中,谐波对电能质量的影响是非常大的一个方面,而且对电能的计量也是十分重要的一部分内容。
在实际的应用中,由于各种原因,会出现一些问题,比如说电网的谐波含量过高,电压偏高,电流分布不均等,这些都会造成电能的损耗和损失。
为了有效的解决这一系列的难题,就需要采取一定的措施来进行治理。
关键词:电力谐波;电能计量;治理措施引言随着我国社会的发展和经济的进步,以及人民的需求不断提高,电力行业的地位越来越突出,并且其对国民经济的增长起着举足轻重的作用。
但是,因为电力系统的复杂性和非线性的特点而产生的大量电力线路的通病,导致了严重的短路事故,给居民的日常生活带来了极大的不便。
因此我们必须要从源头开始,从根本上解决问题。
一、电力谐波及电能计量的理论分析电能计量是指用电设备的电压、电流、相数等用电参数的变化来确定的一种数字量,它反映出了电力系统运行状态的实时信息,是对电网中的电能质量进行监测和控制的主要依据[1]。
在实际应用中,由于各种因素的干扰和影响,电力部门的电能计量装置会出现一些异常情况,如:非正常工作方式下的谐波,非计划的负荷波动,以及负载的不平衡性等。
这些都可能造成电能的损耗或功率的增加或减少,从而导致供电中断,使整个电力网络的功能受到损害。
在我国,目前使用的大多数计量方法都是基于模拟的形式来实现的;而随着计算机技术的发展与普及,人们开始利用先进的电子信息技术,将传统的人工计量转化成自动化测量,并逐渐形成了智能化的电能计量。
二、电力谐波对电能计量的影响及治理措施策略(一)电压控制电网系统中的谐波对电能计量的影响是多方面的、复杂的、不确定的和长期性的问题[2]。
在供电企业中,谐波的存在对电能的计量造成了一定的干扰作用,使其无法正常运行。
所以,必须采取有效措施来减少和消除这种影响。
(1)合理的设计电力设备的电压等级。
在进行电力工程建设的过程中,要根据实际情况,选择合适的电压等级,保证能够满足用户的用电需求。
电网谐波对电能计量影响的分析与探讨
电网谐波对电能计量影响的分析与探讨摘要:随着非线性用电负荷的日益增多,供电系统中谐波电压和电流成分不断增加。
电力系统谐波不仅对供电系统造成污染,对电力设备构成危害,而且产生谐波的非线性用户将其吸收的一部分基波电能转化为谐波电能,造成供电企业线损增加,电力营运企业非经营性成本增加。
为此有必要研究在谐波影响下的电能计量方式,以确保电能计量准确,保障电力营运企业的经营效益。
关键词:电力系统;谐波;电能计量中图分类号:tm933.4文献标识码:a 文章编号:1001-828x(2011)10-0293-01引言近年来,随着国家产业政策的调整和节能环保工作的不断推进,高耗能和对环境、电网污染较为严重的企业,在沿海和中东部地区已逐步关停或转产,一些如30万吨以下的小型炼钢、铁合金、大型起重吊装、牵引等设备的电力电子装置带来的谐波问题,对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁,给周围电网运行带来极大影响。
按国家对谐波的管理要求,企业进行谐波治理需投入数十至数百万的资金,使得一些中小企业借西部大开发招商引资时机,纷纷迁往西部边远经济欠发达省区,利用西部能源的相对充裕和对谐波管理的滞后,而谋求“发展”,而使西部电网变的更加脆弱。
谐波是电网的一大公害。
一、电网常见的谐波源1.发电源质量不高产生谐波。
发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称,铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,电源多少也会产生一些谐波,但一般来说很少。
2.是输配电系统产生谐波。
输配电系统中主要是电力变压器产生谐波,由于变压器铁心的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上,这样就使得磁化电流呈尖顶波形,因而含有奇次谐波。
它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。
铁心的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远,谐波电流也就越大,其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。
3.用电设备产生的谐波。
晶闸管整流设备。
电网高次谐波对电能计量的影响
电网高次谐波对电能计量的影响电网高次谐波是指频率高于基波频率的谐波成分,它们是由非线性负载产生的,如电子设备、变频器、电子镇流器等。
这些负载产生的高次谐波对电能计量产生了一定的影响,包括电能计量误差增大、电能计量仪表损坏、电能计量准确性降低等。
首先,电能计量误差增大是高次谐波对电能计量的主要影响之一、高次谐波的存在会导致非正弦电流波形,使得电能计量仪表无法准确测量电流和电压的有效值。
此外,高次谐波会引起电压和电流相位偏移,进一步增加了电能计量的误差。
这种误差的产生主要是由于电能计量仪表无法正确处理非正弦波形的电流和电压信号,从而导致电能计量结果的不准确。
其次,电能计量仪表损坏是高次谐波对电能计量的另一个影响。
高次谐波中的能量会被电能计量仪表吸收和耗散,导致其工作温度升高,增加了内部元件的损坏风险。
特别是在长时间高负载状态下,电能计量仪表更容易受到高次谐波的影响而损坏。
最后,电能计量准确性降低是高次谐波对电能计量的另一个重要影响。
高次谐波的存在会改变电能计量仪表的灵敏度和线性度,使得其测量结果与实际电能消耗不符。
尤其是在高负载电路中,高次谐波的影响更加显著,导致电能计量仪表的准确性下降。
为了减小高次谐波对电能计量的影响,可以采取以下措施:首先,安装滤波器。
滤波器可以有效地抑制高次谐波的产生和传播,降低对电能计量的影响。
其次,选择合适的电能计量仪表。
在高负载电路中,应选择具有较高抗高次谐波干扰能力的电能计量仪表。
这些仪表具有较好的线性度和频率响应特性,能够更准确地测量非正弦波形的电流和电压。
再次,定期维护和检测电能计量仪表。
定期检测电能计量仪表的准确性,及时发现并处理由于高次谐波引起的计量误差问题。
最后,提高供电质量。
通过改进电网的供电质量,减少非线性负载对电网的污染,降低高次谐波的产生,从根本上减小高次谐波对电能计量的影响。
综上所述,电网高次谐波会对电能计量产生影响,包括增加计量误差、损坏计量仪表和降低计量准确性。
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响
电力谐波是指在电力系统中的电压或电流中,频率是基波频率的整数倍的谐波成分。
电力谐波的产生主要源于非线性负载设备,如电热器、弧光灯、电子变频器等,这些负载设备会引入非线性电流,导致电流波形失真,出现谐波。
电力谐波会对电能表电能计量产生一定的影响。
电力谐波会使电能表电能计量的准确性降低。
电力谐波会改变电流波形,使其失真,不再是正弦波形。
而电能表通常采用电流互感器来感应电流,然后通过测量电流的方式计算电能。
当电流失真时,电能表无法准确地感应和测量电流,从而导致电能计量值的错误。
电力谐波还会使电能表显示的电能表盘转速不稳定。
电能表盘转速是用来表示电能消耗的,通常电能表盘的转速与电流波形的频率相同。
当电流中存在谐波成分时,电流波形的频率将变化,导致电能表盘转速不稳定,不能准确地反映电能的消耗情况。
电力谐波还会影响电能表的寿命。
电力谐波会导致电能表内部的电路受到谐波电流的冲击,使得电能表的电路元件过载工作,从而加速了电能表的老化速度。
如果长时间处于谐波电流的工作环境中,电能表可能会过早失效,从而影响电能计量的准确性和可靠性。
电力谐波对电能表电能计量会产生较大的影响,降低了电能计量的准确性和可靠性。
在电力系统中应该尽量减少电力谐波的产生,采取合适的滤波和抑制措施,以保证电能计量的准确性和可靠性。
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响
浅析电力谐波对电能表电能计量的影响电力谐波是指电力系统中频率为基波整数倍的交流电波,它是由非线性负载所产生的。
随着电力系统中非线性负载的不断增加,电力谐波的问题越来越引人关注。
电能表是电力系统中用于计量电能的仪器,而电力谐波会对电能表的电能计量产生一定的影响,这就需要对电力谐波对电能表电能计量的影响进行深入研究。
1. 电力谐波对电压、电流波形的畸变电力谐波会导致电压、电流波形发生畸变,从而引起电能表电能计量误差。
由于电压、电流波形的畸变,电能表可能会出现误判相位、误判有效值等问题,导致计量误差增大。
电力谐波还会对电能表内部电路产生影响,引起电路失真,导致计量误差增大。
例如,所谓的“电磁式电能表”,它的电路中包含一定的电感和电容元件,在电力谐波的作用下,这些元件可能会改变运行状态,进而影响计量精度;而所谓的“电子式电能表”,它的电路中包含一定的滤波电路,用于削弱电力谐波的影响,但这些滤波电路的设定参数可能会影响电能表的计量精度。
3. 电力谐波对电能表的测量范围和精度造成影响电力谐波的存在,会让一些电能表的测量范围受到一定的限制。
例如,一些低档次的电能表可能无法满足测量高次谐波的要求,从而导致计量误差增大。
此外,由于电力谐波对电能表的影响,电能表精度也可能受到一定程度的影响。
因此,在设计和选择电能表时,需要考虑电力谐波对计量精度的影响。
1. 安装谐波滤波器安装谐波滤波器是降低电力谐波影响的重要措施。
谐波滤波器采用适当的滤波元件,通过消除电力谐波来保证电能表的计量精度。
2. 选择合适的电能表选择合适的电能表是降低电力谐波影响的重要手段。
选用电能表时需要考虑电能表的测量范围、精度以及所采用的计量方式,从而满足电力谐波对电能计量的要求。
3. 加强对非线性负载的控制由于电力谐波是由非线性负载所产生的,因此加强对非线性负载的控制也是防止谐波产生的重要手段。
对于电力系统中的非线性负载,可以采用高效稳定的电源、降低谐波电流、改善谐波波形等措施来降低其影响。
谐波背景下电能计量系统的误差分析
谐波背景下电能计量系统的误差分析摘要:在电力系统运行中,谐波的产生是不可避免的,且其会对电能采集、计量结果产生影响,导致误差问题的产生。
电能表是电力系统电能计量基本设备,对于供电、用电双方而言,电能计量结果是经济结算的重要依据,因此加强电能计量系统误差控制具有重要意义。
关键词:谐波;电能计量;误差;自动化检测;修正方法1谐波概述1.1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。
1.2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谐波对电能计量的误差影响电能表是电能计量基本设备,在电力系统中运用广泛。
电能计量表主要基于两大原理:一是感应式,主要是根据工频正弦波设计,基本不考虑谐波影响;二是电子式,通过滤波计量基波功率。
电力谐波对电能表电能计量的影响分析
电力谐波对电能表电能计量的影响分析摘要:电力谐波对电网影响较大,首先会导致变压器等电力设备出现温度异常,影响电力设备的安全稳定运行,其次会对电能计量产生很大影响,而电力计量关系到电网输出能量的统计与计算。
电能统计出现偏差,会对电力公司和用户产生影响。
电能表是电能计量的核心设备,给收费系统提供重要的用电数据。
谐波会使电能表计量产生偏差,准确度降低,因此解决谐波对电能计量的影响,成为当前亟需解决的问题。
关键词:电力谐波;电能表;电能计量;影响分析1电子谐波概述在电器领域的电子谐波定义是指一个周期电气量的正弦波分量,谐波的频率是基波频率的整数倍,同时其经常被称之为高次谐波。
据此其主要是三点定义的:其次数是正整数;其次数是频率与基波的比值;谐波的的波形是周期性的波形。
在电力系统比较稳定时,电子谐波的基本波形是标准的正弦波形,线路中线性无源元件的电压和电流之间是成比例关系的。
并且当进行微、积分运算时,正弦波形仍是符合相关特点的。
但是随着电网系统内部的电力设备的增加,并且其中有着大量的非线性电力设备,导致了在电网系统中流过非线性电力设备后其电流和电压之间的比例发生劈坏,这就是波形畸变,波形畸变现场出现后就会产生电子谐波。
因此在实际的电网系统运行中非线性电气设备是电网系统中产生谐波的重要来源,为了保证电子谐波在一定的范围内,我国采取了限制谐波源进入到电网系统的谐波电流量,基于电磁相容性的原则,制定了相关标准或者规定。
2电力谐波对电能表电能计量的影响分析2.1谐波对感应式电能表的影响原则上电能表的设计模型是参照工频条件设计的,获得最佳计量性能应满足两个条件:一个是要运行在工频频域范围,不能出现较大偏离;另一个是所处环境的相应电气量应满足正弦波要求。
施加于感应式电能表的电气量出现较大失真时,表计的计量精度会出现比较大的偏差,失真程度越严重,计量数值偏离标准值越大。
感应式电能表的工作磁通对其计量的准确度有较大的影响,在谐波含量占比较大的系统中,磁通变化给计量带来了影响。
谐波对电能计量的影响分析
谐波对电能计量的影响分析摘要:电网中大量的电力谐波使得电能表电能计量的合理性和准确性受到很大干扰,损害电力企业和电力用户的紧急利益,因此必须采取有效的解决方法,不断提高电能表电能计量的准确性。
本文首先分析了谐波产生原因及危害,然后阐述了谐波对电能计量的影响,最后探讨了降低谐波对电能计量影响的措施。
关键词:谐波;电能计量;互感器;电能表一、谐波产生原因及危害谐波产生的根源在于谐波电流源,传统电网中谐波源为变压器和发电机,现阶段多为电网用电子元件设备。
由于非线性电子设备中正弦电压的使用,设备电流与电压存在波动类型差异,电流波形发生变化,谐波联通入电网中,形成谐波源。
谐波对与电动机、变压器及其他电子元器件的影响巨大,其具体危害如下:(一)影响旋转式电动机工作由于旋转式电动机基波频率低于谐波频率,在谐波入侵的情况下所引起的电动机涡流作用等,会导致电动机能耗的增加,同时造成铁损等不良现象。
(二)危害电力变压器安全变压器正常工作时产生的谐波极小,对于仪器的正常运行无太大影响。
但当变压器启动瞬间,其设备中的谐波瞬时量巨大,可能为额定电流的数倍,虽然持续时间较短,但过大的电流会降低设备使用寿命,甚至造成设备的损坏。
(三)影响电力电容器工作作为常用电子元器件,电容器由于结构的特殊性,极易受到谐波的影响。
电容器设备运行主要依靠元件的充电、放电,该过程中谐波产生的可能性很大,影响电容器的正常工作。
(四)干扰通信线路的使用谐波对于通信线路的干扰主要表现在电磁感性、电气传导等现象中。
在载波通信时,谐波混入通信线路,会影响通信声音的清晰程度,影响通信质量。
二、谐波对电能计量的影响(一)对电能计量装置的影响1、谐波对互感器的影响根据理论分析与实验证明,互感器的频响特性和互感器的精确等级有关。
电流互感器(TA)在1kHz的范围内幅频特性是平坦的,当频率低于20kHz时,TA 的幅度误差小于3%。
但对电压互感器(TV)测试表明,当互感器的负载电阻为100时,各类电压互感器幅值误差达到3%的频率为1~6kHz。
谐波对电能计量准确性影响的分析
谐波对电能计量准确性影响的分析发表时间:2018-11-15T21:17:52.553Z 来源:《基层建设》2018年第30期作者:杨海龙刘晓东[导读] 摘要:在国民经济发展中电能非常重要,电能直接影响着社会生产和人们的正常生活。
国网安徽省电力有限公司淮北供电公司安徽淮北 235000摘要:在国民经济发展中电能非常重要,电能直接影响着社会生产和人们的正常生活。
而电力企业收费的主要的标准是电能表的电能计量。
电能表的电能计量数据直接影响着发电方、供电房以及用电方的经济利益。
电能表在进行电能计量时会受到电力谐波的影响。
本文对电力谐波对电能表电能计量的影响进行了研究,旨在提出有效对策降低电力谐波对电能计量的影响,保证电能表电能计量数据的准确性。
关键词:电能计量;谐波;电能表;准确性引言:电力作为国民经济发展和人民生活的基本能源之一,在国家建设和发展中发挥了重要作用。
电能计量数据直接关系到发电、供电、用电3方的切身经济利益,而且是多项经济技术指标的一个重要的计算基础。
随着电力电子技术在各工业部门和用电设备上的广泛应用,非线性负荷数量越来越多,容量也越来越大,谐波大量注入电网,使电力系统电压、电流波形发生严重的畸变。
由于大多数仪器、仪表是针对工频正弦波设计的,因而造成指示数据不正确。
电能计量是电网经济核算的依据,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。
1.谐波对电能计量影响的机理谐波对电能计量的影响主要体现在二个方面:谐波有功功率不为零;计量装置对谐波功率的响应特性。
电容式电压互感器CVT (Capacitor V oltageTransformers)的频响特性同样对电能计量造成一定影响。
所以谐波功率的评估以及电能计量装置频率特性的实验研究是研究谐波对电能计量影响的主要手段。
1.1 谐波源负荷的功率由于谐波源用户注入公用电网的谐波电能与其他用户的关系不大,与谐波源本身的特性及供电网络有关,所以本文在讨论时假定系统中只有一个谐波源用户,谐波源供电母线电压在该用户接入前是标准正弦波。
分析电力谐波对电能计量的影响
分析电力谐波对电能计量的影响摘要:随着非线性用户数量与电力系统数量不断增多,让电力谐波在电能计量中的作用越来越明显,为了确保电能计量的稳定性与准确性,除了要做好电力谐波计量探究工作,还必须确保电能计量的科学性与有效性。
本文结合电力谐波,对电能计量进行了简单的分析。
关键字:电力谐波;电能;计量;影响电力企业作为直接影响国计民生的基础产业,在确保电能计量的同时,必须实现能源的最优化应用。
在这期间,电力谐波对电能输送、生产与应用也有很大的负面影响,造成家用电器过热、振动较大、噪音等问题,严重时还会影响电能计量的精确性。
1谐波产生原因与危害1.1谐波产生过程在电能还未普及前,谐波产生于变压器中的发电机与励磁电流,近几年,随着电子设施的广泛应用,电子设施与元器件已经成为谐波源。
而谐波则主要受谐波电流源影响。
当正弦基波电压用于非线性设施时,电压与电流存在差异,电流变形;受电网联通性影响,谐波进入线路网络,最后出现谐波电源。
根据类型可以将谐波分成:①包含半导体的非线性元件,具体如:整流设施、变流器、PWM变频器等;②包含铁磁与电弧在内的非线性谐波源,具体如:日光灯与交流电弧炉等。
1.2谐波危害在旋转电动机上,谐波频率比基波更高,让电动机在涡流、磁滞效应下,消耗更多的能量。
另外,谐波电流还会为电动机带来更多的铁损与额外损耗。
在电力变压器中,变压器也存在谐波,但是谐波电流相对较小,通常不会让变压器发生铁损与发热现象。
接通电源时,变压器中的谐波电流较大,很可能是额定电流的几倍,其时间较短。
正常情况下,不会对变压器构成影响,在谐波的影响下,由于电流增加,电压器寿命会遭到影响。
在电力电容器中,电容器作为典型的电子元器件,受特殊性质影响,和其他电子相比更容易受到影响。
所以说谐波是影响电容器运行的主要因素。
在通信线路中,谐波对通信线路会带来很大的干扰,具体利用电容耦合、电磁感应、电气传导进行。
通话期间,谐波不仅会影响通话声音的辨识度,还会对基波发出电话铃音,影响通讯。
谐波在电能计量系统计量误差中的影响分析
谐波在电能计量系统计量误差中的影响分析摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,电能计量工作越来越受到重视。
在电力计量的过程中,误差时有发生。
随着电力市场化交易的出现,电能计量系统正从传统的离线方式向在线方式转换,系统新功能的不断推送,使得系统的安全隐患和风险加大,一旦系统任何节点的源代码存在安全漏洞或缺陷,导致电能现货交易意外中断,就会给政府和电力企业带来不可估量的社会影响和重大经济损失。
本文首先分析了电能量计量的误差,其次探讨了电能计量中电力谐波的应对措施,最后就保证谐波测量的准确度未来发展前景进行论述,以供参考。
关键词:电力计量;谐波电流;计量精度引言电机设备中电力谐波的合理利用是顺应发展的必然选择。
在与时俱进的同时,功率测量技术必须提高测量精度,减少功率测量损耗和误差。
电力谐波具有很高的科研价值。
专业技术人员要积极研发合理运行的具体方法,提高谐波计量电能表的使用率,为电力系统的开发奠定坚实的基础。
1电能量计量的误差分析1.1发电原因在发电厂中,发电机三相绕组里不能够对称,在设备的运营制造是也不能够完全满足需求,假如想利用别的方法试图绕过铁芯的做法也实属不易,所以发电机的供电质量就略大,谐波就是在这个基础上产生的。
1.2电压互感器引起的误差电压互感器误差的重要性与初级和次级控制电路中的总电流、次级线圈负载和功率有关。
初级控制电路中的电流量与偏差的平方根和相角偏差成反比。
二次载荷与偏差的平方根呈正相关。
它与相位角偏差成正比。
2电能计量中电力谐波的应对措施2.1系统管理根据软件开发团队、计量系统维护人员、平台系统管理员等用户职责的不同,赋予不同权限,并对所有用户使用平台的主要行为进行监管。
功能主要包括:1)权限管理。
包括角色和用户管理。
角色管理是根据用户职责的不同,通过角色来承载不同的权限,如该角色可以操作哪些菜单或同一个界面只允许操作哪些按钮等。
用户管理是对系统的操作进行管理。
2)数据权限管理。
谐波在电能计量系统计量误差中的影响分析
谐波在电能计量系统计量误差中的影响分析发布时间:2021-12-07T08:36:16.599Z 来源:《城镇建设》2021年7月19期作者:杜安[导读] 阐述谐波对于电能的计量精度会产生干扰和影响,有效控制和减少谐波会给整个供电系统带来重要的影响,探讨解决在谐波背景下的电能计量系统中的测算和计量错误。
杜安11022319911121****,北京市通州区 101100摘要:阐述谐波对于电能的计量精度会产生干扰和影响,有效控制和减少谐波会给整个供电系统带来重要的影响,探讨解决在谐波背景下的电能计量系统中的测算和计量错误。
关键词:计量精度;谐波;电能计量引言电能计量器材能够直观地显示我国供电单位向用户输送电能的仪器,运用电力计量体系能够如实表现出用户的电能消耗情况,也是电力用户结算的依据和凭证。
电能计量系统的计量精度直接关系到国家的实际利益与我国用电量。
电能计量体系基本.上是由电量表、电压互感器等部分设备组成。
各个本分对于基波基础下产生的差距对总体设计影响不大,但在谐波条件下,各分量会受到或多多少的影响。
对谐波基础下的电能计算系统进行更加深层的分析与探讨,能够尽可能的较少误差,从源头上解决双方的合理效益。
1谐波出现的原因随着我国科学技术的迅速发展,电能的内存与负荷的数目都在不断增加。
因此,电网中会产生谐波,影响电力系统电压和电流波形的稳定性。
通过研究发现,电力系统中的非线性负荷是产生谐波的主要原因,主要表现在下面几个原因:(1)发电原因。
在发电厂中,发电机三相绕组里不能够对称,在设备的运营制造是也不能够完全满足需求,假如想利用别的方法试图绕过铁芯的做法也实属不易,所以发电机的供电质量就略大,谐波就是在这个基础.上产生的。
(2)输电与配电系统原因。
在电力计算体系当中,送电变压器铁芯的饱和很容易能创造出谐波。
因为变压器工程的非线性磁化曲线,导致了送电变压器的不能进行正常运行,造成变压器磁化电流波形比较尖锐,从而造成奇次谐波。
电力谐波对电能计量误差的影响
电力谐波对电能计量误差的影响发布时间:2021-05-10T01:24:18.972Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第1期作者:冯云龙[导读] 美国电气电子工程师协会(IEEE)等其他国家标准组织学术组织都对电力系统谐波含量制定了标准。
鄂尔多斯电业局内蒙古鄂尔多斯市 017100摘要:电力计量系统是电力系统的重要组成部分,电力计量系统中常会出现计量误差。
当计量误差发生时,会给电力企业带来巨大的损失,浪费大量的能源。
因此,有必要对谐波背景下电能计量系统的计量误差进行分析解读,以解决谐波危害引起的一系列问题。
关键词:谐波;电能计量;计量误差谐波(Harmonicwave)是指周期性非正弦交流的傅立叶级数分解和各种频率分量的分解,其中大于基波频率奇数整数倍的各次分量,也称为高次谐波。
当前,我国电力系统普遍认为,任何不同于工频(50Hz)的成分都可称为谐波。
我国国家标准《GB/T24337-2009电能质量公用电网谐波》和国际电工委员会(IEC)、美国电气电子工程师协会(IEEE)等其他国家标准组织学术组织都对电力系统谐波含量制定了标准。
1、电力谐波影响电能计量的具体表现分析1.1电力谐波影响到电能计量的数据准确性1.1.1 电子式电能表受到的影响电子式电能表电能在实际使用中计量准确性是存在偏差的,这是因为电能表对不同测量型号波形的响应是不同的。
由于正函数的正交性,电流信号或功率电压受影响发生畸变后,会影响电子式电能表的计量准确性。
电能计量误差比较小的情况,可以忽略不计。
电子式电能表在实际应用时,将会测量电网的电流与电压,这就使二者流入电子式电能表的时候,要依靠互感器转化才行。
1.1.2 感应式电能表受到的影响电能表在正常运行时会产生特定性的频率,这些频率就是研究电力谐波对电能计量数据准确性产生影响的重要依据。
在研究分析电力谐波对感应式电能表的影响时,可以通过查看电能表频率响应曲线进行分析。
通常情况下,当电流电压的频率范围比较差是,与工频的距离比较近并且为正弦波时,感应式电能表能够给出较为精确的计量数据。
谐波在电能计量系统计量误差中的影响分析_1
谐波在电能计量系统计量误差中的影响分析发布时间:2021-12-16T07:47:12.332Z 来源:《当代电力文化》2021年26期作者:金福琨[导读] 电力系统运行过程中,谐波的产生是不可避免的,但其会对电能采集、计量结果产生影响,金福琨内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电局,内蒙古自治区包头市 014030摘要:电力系统运行过程中,谐波的产生是不可避免的,但其会对电能采集、计量结果产生影响,导致误差问题的产生。
电能表是电力系统电能计量基本设备,对于供电、用电双方而言,电能计量结果是经济结算的重要依据,因此加强电能计量系统误差控制具有重要意义。
关键词:谐波;电能计量;计量误差;影响1谐波在电能计量系统计量误差中的影响1.1对电流的磁效应式电能表的影响电流的磁效应式电能表的优势是动态性持续、形象化且断电仍然保证数据,其因为应用的元器件为磁铁电磁线圈,会受磁性和谐波的极大影响。
根据所接受的电流量是以基波的方式来开展传输的,因而其造成谐波对其造成的电能计量差值缘故为电力工程传送过程中一旦造成高次谐波,等效电路中便等同于额外谐波磁通量,工作电压电磁线圈及其转动圆盘的特性阻抗会受谐波磁通量的影响而造成转变,进而影响电流的磁效应式电能表周边的工作电压和电流量产生变化。
最后造成电能计量发生差值[1]。
除此之外,畸形波形的造成也将影响电流强度没法造成线形转变进而产生变化,这就造成磁感应元器件的周边在基础工作电压上额外谐波工作电压,谐波工作电压与谐波电流量的相互影响也将造成电能计量发生差值。
1.2对全电子式电能表的影响全电子式电能表应用数字电路设计或数字集成电路来获得工作电压和电流量向量的乘积,随后根据数字电路设计或数字集成电路来完成电能计量,其工作中的基础原理是根据独特的电能表集成电路芯片将解决过的即时工作电压和电流量转化成单脉冲,进而完成输出。
而那样变换转化成的单脉冲与电能自身中间便存有正比例关联,这也就促进电能数据信息在电能表里得到表明。
谐波背景下电能计量系统的计量误差分析_1
谐波背景下电能计量系统的计量误差分析发布时间:2021-09-03T15:37:39.367Z 来源:《科学与技术》2021年4月第11期作者:王楠王怡瑾[导读] 经济发展带动了国家电能需求的扩大,相应电能计量系统逐步得到了升级。
电能计量数据与供电王楠王怡瑾国网黑龙江省电力有限公司大庆供电公司 163458摘要:经济发展带动了国家电能需求的扩大,相应电能计量系统逐步得到了升级。
电能计量数据与供电方、用电方以及发电方的利益具有紧密的联系。
在电力体系相关技术不断发展的新时期,电能负荷量、电能容量逐步攀升,引发了电网谐波现象,谐波对电力系统造成了不利影响,可能降低系统的平稳性。
本文主要分析了基于谐波背景下的电能计量系统的计量误差,供有关人员参考借鉴。
关键词:谐波背景;电能计量系统;计量误差1 引言作为电力企业收取电费的主要依据,电表计量的准确性往往对电力企业的经济效益产生较大的影响。
基于此,我国的电力企业在运行的过程中加强了对于电能计量工作的把握。
目前,我国的电力系统在运行的过程中普遍存在着由非线性负荷引发的谐波问题,促使电能表计量作业效率的低下,降低了计量作业的合理性、准确性。
本文基于此,分析探讨在谐波的背景下,电能计量系统出现计量误差的原因,并就解决措施进行论述。
2 产生谐波的原因随着我国城市化、工业化水平的不断提升,社会生产、生活对于电力资源的使用量日渐增多。
在这样的背景之下,我国的电能容量、负荷都出现了不断提升的趋势,最终导致了电网系统中出现了一定量的谐波状况,不利于电力系统运行稳定性、安全性的提升。
关于产生谐波的主要原因,笔者进行了相关总结,具体内容如下。
2.1 发电原因基于现阶段我国电力技术的限制,促使电站发电机中的三相绕组无法实现对称,进而导致设备的运行状况无法达到理想的状态。
这一状况的出现就导致电流无法均匀的绕过铁芯,故而导致发电机电源质量下降,并在此过程中产生了一定量的谐波。
2.2 输、配电系统原因目前,我国的电力系统在运行时,输电变压器的铁芯部位往往会因为极度饱和,而诱发谐波的出现。
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油田电网中谐波对电能计量误差影响的分析
【摘要】本文从理论上简要分析了高次谐波对感应式电能表、电子式电能表误差的影响,在华北油田电网上选择了一部分具有非线性阻抗特性的计量点进行了现场测试,并选择油田电网中现使用的各种类型的电能表,通过计量检定室模拟三组谐波方案,进行电能表的误差检定。
本文对非线性负荷背景下,供电企业如何选用合适的电能计量方案具有一定的借鉴作用。
【关键词】油田电网谐波电能计量误差计量方案
1 谐波对电能计量影响的分析
1.1 高次谐波对感应式电能表的影响
频率与额定频率不同时,会引起电流、电压工作磁通幅值以及它们之间的相位角的改变,使驱动力矩、制动力矩、补偿力矩以及铁芯损耗的大小发生相对变化,从而引起感应式电能表计数误差的变化。
感应式电能表频响曲线的平坦与否,对它在谐波功率下的计数影响很大。
图1所示为典型的电能表误差频响曲线。
从图1看出,电能表的计数随频率的增加而急剧减少。
频响曲线下降的主要原因是电能表的转盘涡流路径的等效转盘阻抗及其阻抗角随频率的增高而增大所致。
1.2 高次谐波对电子式电能表的影响
就电子式电能表的原理而言,有热电乘法器式,时分割乘法器式两大类。
热电乘法器式构成的电子式电能表,理论上频响特性十分优良。
而采用时分割乘法器构成的电子式电能表理论上频带的宽窄受分割频率的影响,时分割频率高,频带就宽,时分割频率低,频带就窄。
但实际上,我们目前引进和国产的各类电子式电能表的频带都不很宽,绝大部分仅适于1kHz内的电能测量。
其频带不可能足够宽的主要原因是输入器件对不同频率的信号产生的相移不同,致使在50Hz 时的相位补偿不能补偿其它频率的相位移,导致了计量误差随频率不同而变化。
从频响特性的意义上分析,我们可以把电子式电能表分为A、B两类:A类,能反映宽频范围内电能;B类,仅能反映基波电能和二次谐波电能。
两类电能表的频响特性见图2。
2 现场测试与计量室检定
20010年12月份,我们使用日本日置公司生产的3166电力品质测试仪和9556谐波分析软件,对任8306(二机厂)、任1610、河2615、苏2606、苏2607、霸1615等计量点进行现场测试,这些线路的主要负荷是具有非线性阻抗特性的电气设备----中频炉。
3166测试、显示的最大谐波次数到40次,我们只记录1~20次。
现场测试工作结束后,选择油田电网中现使用的各种类型的电能表送到计量检定室进行谐波下的误差检定,检定装置是河南思达高科技股份有限公司生产的ST-9001D5型三相电能表检定台,该检定装置的工作可由PC控制系统控制,具有谐波误差测试功能。
16只样表根据三相三线与三相四线的区别分成两组,每一组模拟三个谐波方案进行误差检定,A组三个方案的编号分别为A001、A002和A003,B组三个方案的编号分别为B001、B002和B003,A组与B组中对应方案的区别在于所选择的电压值不同,而电压总谐波畸变率THDu基本一致,模拟谐波方案通过3166电力品质测试仪记录。
从检定结果看,随着谐波含量的增加,大部分样表的误差增大,在谐波方案三下,大部分感应式电能表负超差,当然,如果谐波源是负荷端,应该是正超差。
大多数电子式电能表的误差基本稳定。
3 研究与试验结果总结
(1)当电网存在高次谐波时,对电能计量的准确性有影响,谐波含量愈高电能计量误差愈大。
目前广泛使用的电子式电能表和感应式电能表都不能准确计量出谐波的电能,并且随谐波次数的增加,准确度都会相应地下降。
但从原理上全电子式电能表可以记录负载消耗的基波和谐波总平均功率,因此电子式电能表误差变化较小。
流为正弦波,电压畸变时,感应式电能表产生负误差。
电压畸变率在30%以内时,计量误差在准确度范围内。
而在谐波功率下,对三次谐波功率少计量5%~30%、五次谐波功率少80%~95%,基本上不反映五次以上的谐波功率。
重要的理论是谐波的功率潮流对计量的影响,当用户为线性用户时,基波和谐波潮流一致,感应式电能表少计量了用户消耗的电能,但计量的电能仍大于基波电能;当用户为非线性用户时,用户自身向电网输送谐波分量,谐波潮流与基波潮流相反,感应式电能表计量的值大于用户消耗的电能,而小于用户所消耗的基波电能。
(3)对电子式电能表,可分为能反映宽频范围内电能的A类表和仅能反映基波电能和二次谐波电能的B类表。
目前国产的电子式电能表大多采用时分割乘法器原理的A类表,A类表在计量1kHz内的谐波功率时误差变化不大。
(4)在电网中,无论谐波流向如何,负载本身不产生电能量。
当谐波从负载流向电网时,实际上是负载将电网中的基波经过滤波和整流后形成的谐波电流反送回电网,这是一种电能污染。
全电子式电能表将负载(谐波源)消耗的基波有功电能和谐波源(负载)向电网返送的谐波有功电能(被污染的电能)进行了代数相加,使得记录的能量比负载消耗的基波有功电能量还要小,这是全电子式电能表计量原理上的不足之处。
(5)在谐波超过国标规定时,对同一计量点,采用相同准确级别的全电子式电能表和电磁感应式电能表计量电能量是有较大差别的;当谐波源是电网时,前者数值较大;当谐波源是用户时,则情况相反,均属正常现象。
(6)对大功率变流设备、电弧炉,电铁牵引等产生高次谐波的电力负载,为了只记录负荷消耗的基波有功电能,用电磁感应式电能表比用同准确级别的全电子式电能表更合理。
(7)最合理的方法是将基波功率与谐波功率分别计量,并区别出谐波潮流,对向电网注入谐波的用户采用谐波电能表具有惩罚性的计费方式,强制用户采取措施减少向电网注入的谐波量,以保证电网的可靠运行,保护线性用户的利益。
4 计量方案选择
经实际调查核实,华北油田电网中产生谐波源的站所有10多座,从监测谐波的含量和类型来看,造成影响的低谷时段大负荷多为三相桥式整流装置所产生的特征谐波,即六脉动特征谐波,在其交流侧产生的高次谐波为5、7、11、13、17…次谐波,谐波电流中5次和7次的含量分别占到20%和14%。
平均电压总谐波畸变率达到5.8%。
针对上述情况和我们的研究结论,对供电企业的电费计量点,应采取以下对策:
方案一:从供电效益最大化的角度考虑,在遵守《电力法》、《供电营业规则》、满足电能计量现行相关标准、规程的前提下,应采用以下计量方案:对非线性负载即产生谐波源的用户应采用能单独计量基波电能的计量仪表,以提供给用户的基波电能为收费依据;对线性负载的用户,宜采用频响特性最优良的、能计量各次谐波的全电子式电能表,以用户消耗的总电能为收费依据。
方案二:从计量与用电管理最科学的角度出发,应采用以下计量方案:无论是非线性负载用户还是线性负载用户,都应采用能单独计量基波电能的计量仪表,以提供给非线性用户的基波电能和线性用户消耗的基波电能作为收费依据。