[摘 要] 谐波是电力能源运行中，电流频率大于基波频率时产生的电量。它是由于电流正弦电压超压于非线性负载，导致基波电流发生畸变形成的。感应式电能表是现代电力能源的计量仪器，谐波电流的产生，对于感应式电能表计量功能具有重要的影响。辩证的认识谐波电流对感应式电能表功能的影响，有利于电力能源计量工作的科学管理。
[关键词] 谐波电流 感应式电能表 影响分析 对策研究
现代科技的发展，推动了电力设备的开发应用，导致用电负荷的非线性因素倍增，同时产生大量的谐波电流，协使电力系统中的电压和电流波形发生畸变，造成电能质量下降，从而对输电设备、测量仪器、计量仪表等产生不同程度的影响。
电能计量是电力能源管理的重要环节，感应式电能表是现代电力企业常用的电力计量仪器。由于开发技术的局限性，当谐波电流发生时，感应式电能表的计量精度将会存在很大误差，严重影响了电力能源供求双方的切身利益。因此，研究谐波对感应式电能表计量的影响及解决措施具有重要意义。本文结合谐波电流产生的原因，分析了谐波对感应式电能表的功能影响，阐述了应对实践性策略。
一、谐波电流产生的原因分析：
电力系统中，谐波电流产生的原因主要体现在以下几个方面：
1、受用户的非线性负荷影响:
电力系统产生谐波的主要原因在于非线性用电设备，由于非线性设备产生的谐波电流通过系统网络注入到系统电源中，当电流流经负载时与所加电压不呈线性关系，形成非正弦电流，导致基波电流波形和电压发生畸变，造成电能质量受到污染，同时产生高次谐波电流注入系统。
2、受系统自身局限性的影响;
由于制作工艺影响，电力系统发电机内部的定子和转子之间存在分布不均匀的气隙，三相电势中含有一定数量的奇次谐波。另外，电力系统变压器的励磁电流中含有奇次谐波，当变压器空载或过励磁时由此构成稳定性谐波源；当电网中投切空载变压器或电容器时，也会形成突发性谐波源。
3、受功率转换器的脉冲影响：
谐波电流的产生与功率转换器的脉冲数量相关。功率变换器的脉冲数越高，谐波分量的频率次数就越高，而振幅就越低。在供电网络阻抗下导致电压畸变，形成谐波。作用在同一线路中的不同频率正弦电势，促使电路中的电流成为各个不同频率电流分量的叠加，从而形成谐波电流。
二、感应式电能表的工作原理及变频特性：
感应式电能表的生产工艺复杂，生产环境对温度、湿度和空气净化度的要求较高，材料涉及广泛，感应式电能表的优势是具有动态连续的直观性计量功能。
1、感应式电能表的工作原理：
感应式电能表采用电磁感应原理，把电压、电流、相位转变为磁力矩，推动圆盘并带动齿轮驱动计度器鼓轮转动。当电能表电路接入后，分别产生相关的电压磁路和电流磁路，交变磁通穿过转盘而产生涡流，涡流相互作用在转盘中产生驱动转矩，进而形成电能计量数据。
2、感应式电能表的频率特性：
电能表的频率特性是研究波形畸变对电能表影响的重要依据。电能表接入电路，当电路电压电流发生变化时，由于转盘电阻含有感抗分量，其等效阻抗，电流绕组的磁通量、负荷的补偿力矩等将随谐波频率的变化而改变。造成电能表转速变慢，导致电能表产生数据误差。
三、谐波对感应式电能表计量功能的影响：
谐波电流的危害性极大，严重影响着电能的生产、输送和利用效率，加速电气设备的老化，降低设备使用功效。谐波电流可导致电力系统局部发生串并联谐振，使谐波含量放大，导致系统容量降低，造成电力能源的浪费。谐波会引发继电保护和自动计量装置的误动作，造成电能计量数据紊乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。谐波对感应式电能表计量功能的影响如下：
1、感应式电能表的功能具有一定的功率变频范围，只能针对基波电能和一定谐波电能进行计量。当电网存在高次谐波时，则会严重影响电能计量的精确度和科学性，谐波含量愈高电能计量的误差就愈大；当谐波含量超过相当规模时，电磁感应式电能表的数据误差更大。
2、谐波电流产生后，作为谐波源用户，产生谐波功率，对电网造成谐波污染，不仅对电力系统和线性负荷有害，而且还会使线性负荷用户谐波功率吸收增大了用电数额，对于电力企业而言，谐波电流的影响主要体现在线路电力损耗的增大，以及电力能源费用的经济损失。
四、改变谐波电流对感应式电能表影响的对策：
现代电力能源的开发与运行，要强化电能计量的管控措施。谐波电流造成的电压或电流波形畸变，对电力系统和线性用户造成了极大危害，同时也严重影响了电能的计量精度。现代市场环境下，为了优化电力计量的管理，必须改变谐波电流对电能表计量功能的影响：
1、改善供电系统配置，降低谐波源的谐波含量提高电网抗谐波的整体性能。
对于供电系统来说，谐波的产生不可避免，但通过加大供电系统短路容量、提高供电系统的电压等级、加大供电设备的容量、尽可能保持三相负载平衡等措施都可以提高电网抗谐波的能力。在线路中对谐波源采取措施，降低谐波源的谐波含量。
2、开发计量设备技术，限定感应式电能表准确反映基波分量功率的应用效能。
由于客观技术条件的制约，现代通用的感应式电能表，对于基波分量的功率反映没有很好的甄别性。要积极开发和推广单频调谐滤波、高通滤波和双频滤波等技术，运用滤波器滤除进入电能表的高次谐波，促使电能表只反映基波电能。尽量减少电力企业和线性用户的电力能源，因谐波影响而造成的额外损失。信息来自:输配电设备网
3、拓展电力计量功能，配合多项功能性电能表分别计量谐波功率和基波功率。
为了便于电力计量的高效管理，可以采用工频基波电能表和宽频带功率电能表进行配合使用，实现电力计量的多功能开发，既可以测量出谐波功率的流量大小和方向，还可测出具体的基波功率值。这样可以对非线性用户按其所产生的谐波给以合理的追缴补偿，以缓解电力企业和线性用户的经济损失。
五、结束语
总之，谐波电流是由于电力系统的非线性负荷导致的电流畸变，严重危害输电线路和运行设备，增大了电能表的计量误差。随着电力科技的发展和更新，完善感应式电能表的计量功能，消除谐波带来的不良影响，指日可待。
参 考 文 献
[1]《谐波对电能计量的影响》杨本渤 电测与仪表2003
[2]《感应式电能表的计量功能分析》陈永根 郑州工业大学报1998 ■
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