摘要：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。本文着重分析谐波背景下电能计量系统的计量误差情况，力求对我国的电力行业的发展提供有力的启发。
关键词：谐波背景下；电能计量系统；误差分析
一、谐波下电能计量系统存在的误差
电能计量系统存在的计量误差，属全部计量装置方面的误差，主要可分电能表、电压互感设备及误差，电能计量系统误差应从下述几方面加以合理分析。
1.1电子类型的电能表。包括：机电类型的电能表和电子类型的电能表。前者主要通过测量、电子方面的部件组成，因此类电能表波形信号装置多通过脉冲信号，也可叫感应类型的脉冲电能表。电子类型的电能表，可叫固态类型多功能电能表/精致类型电能表，主要通过大规模的继承芯片所组成，通过电子电路实现。电子类型的电能表同时又可分为模拟乘法式及数字型电能表两种。
（1）模拟乘法设备式电能表。这类型的电能表的构成部分为：输入、乘法设备、电压、转化器、频率转换器、输出部分等。模拟乘法设备电能表，其工作的基本原理为：将电压信号U及电流信号I输入，将其转换为乘法器的时候，可充分的接受信号，通过其获取一段时间内的功率。其二，把平均功劳的信号转化成频率脉冲信号，通过频率信号技术的方式获取这一段时间的具体电量。电子类型的电能表的乘法设备，主要的作用为将输入的电压和电流信号，通过比例转换成功率设备。而模拟乘法设备的种类非常多。通过原理进行划分，主要可分为分割乘法设备、霍尔乘法设备。现当今，我国电子类型的电能表一般会应用分割乘法设备。模拟乘法设备电能表的误差，一般会来源于模拟乘法器。输入分割乘法设备的信号，其具有较高的谐波，这时应结合分割乘法设备计量的基本原理输入信号，禁止通过简便的直流信号。设置分割乘法设备的时候，两端的输入量应控制为h次的同频率的谐波，，式中，Ah和Bh属于电压信号、电流信号，实行h次谐波的最后值。ωh属于h次谐波角的频率。而属于h次谐波电流和电压的相位差。设调制频率F，这时ni=F/fi，基波为60min内实行分割周期，其实际分割的量，fi为工频，每份的弧度应控制为2π/ni，h次谐波，7天左右实际分割的分数：nh=ni/h.h次谐波后，uUh和iIh分割n份后，可记录公式如下：
（1）h次谐波功率理论值：
（2）Ph和理论方面的计算值Ph间差：
（3）h次谐波方面的计量误差：eph=（Kh-1）×100%
（4）基波叠加多次谐波的过程，计量方面的误差的表达形式为：
1.2数字类型电能表。数字类型的电能表的误差，一般多来源于数字乘法设备，其通过采样的方式保持、模拟的方式保持或数字转换组成。所以，对上述工作原理及谐波条件引入误差，进而获得数字型电能表计量的误差。
CVT谐波测量的误差。谐波情况下，能够有效的补偿电抗设备、中间变压设备、阻尼设备等，其均有可能于饱和的范围内，所以应充分的考虑到其特征和性能，如非线性。我国110kV和发电厂升压站、变电站母线和出现等均通过CVT。然而，相关的研究显示CVT不能应用到谐波的测量中。国际电工IEC的标准中，具有明确的标准，CVT进行测量绕组需确保在既定频率的基础上98%～100%左右，满足精度方面的标准。保护绕组与既定的频率95%～101%左右，达成精度方面的要求。CTV于基波电压的基础上、系统保护、自动装置基波信号变换的情况下，能够达成系统方面的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而，测电压频率出现一定变化的时候，存在谐波的时候，CVT通过电容分压设备等值电容、补偿电抗设备电感方面所构成，这时LC串联谐振的回路就会出现偏离的现象，致使其测量存在较大的误差。所以，谐波系统CVT不能够有效的反应真实的状况。
二、谐波对电能计量系统的误差影响
2.1对电磁感应电表的影响
目前，我国常用的电磁感应电能表在运行的过程中，主要是依据基波原理而进行作业。基于此，当电网系统中出现较高的谐波电流时，电能表中电压线阻抗会出现一定的变化，并导致电压、电流的磁通产生影响，最终导致了电能表计量数据误差的出现。尽管基波、谐波都是以相互叠加的方式存在，但是在波形异常变化的状况下，磁通无法随着波形的变化而产生线性变化，导致电磁转矩与平均功率无法形成正比，从而导致电能计量系统在计量作业的过程中出现了不可能避免的误差现象。
2.2对电子电能表的影响
目前，我国的电力用户最常使用的电表为全电子电能计量表，该设备在运行的过程中，主要借助其内部的处理器对不同频率的正弦电流电压所产生的数值进行高质量的计算、分离工作。不仅如此，其还能够对一部分数据资料进行采样计量工作。基于此，该类型的电表在运行的过程中能够对谐波、负载基波出现时，电力系统所消耗的平均电流电量进行科学、准确的记录。一般而言，当基波受到谐波电流影响时，其运行方向往往与负载电流相悖。而当谐波负载电流通过电网时，全电力电能计量表则能够对谐波的谐波、基波所产生的消耗进行记录。通过对于相关数据进行分析可以得知：所记录的数值往往低于基波电能负载所消耗的电能，而这也是该类型的电能计量表在运行过程中所存在的缺陷。这一缺陷的存在往往导致电能计量表的读数不够精确，故而会对供电企业的经济效益产生较强的影响，并导致供电方与电力消费者之间的交易存在了不公平的现象，不利于电力企业的客户持续发展。
三、谐波对电能计量的误差影响
3.1全电子电能表
当使用电能表计算电能数值时，中央处理器将分别计算不同频率下的正弦电流电压的数值，继而开展采样计量工作，采样计量的数据来源于正弦规律电流电压的部分计量数据，该计算方式通过记录负载基波与谐波平均功率耗费的电量。如果谐波电流对基波产生影响，则负载电流与基波呈现的方向将相反，全电子电能表能够在谐波经过负载电流流向电网的过程中将基波的有功电能与谐波的有功电能进行记录，不过基波电能在负载时消耗的电能要大于记录下的用电电能，其是全电子电能表的严重缺陷，这种缺陷是致命的。
3.2电磁感应电能表
电磁感应电能表是较为常见的一类电能表。在基波或高次谐波电压和电流存在的环境中，电磁感应电能表内部的电压线阻抗会发生一定程度的变化，某些情况下，旋转圆盘的状态也会发生变化，从而导致电能表中的电流与电压的磁通发生相应的变化，以上的各类变化将直接致使电能表产生误差。谐波与基波的存形式是相互叠加的，如果波形发生畸变，磁通无法随着波形的变化而发生相应的线性变化。畸变的电流电压如果通过了电能表内部的电磁元件，则电能表平均功率与电磁转矩无法形成正比，意味着正弦电压电流无法与不同频率中出现的电磁转矩进行叠加，这就导致了计量误差的产生。
结束语
综上所述，谐波情况下，针对电子型电能表的计量方面的误差，实行量化分析，同时对CVT～电磁型TA进行误差的仿真分析。与此同时，搭建了电能计量系统仿真的模型，研究计量方面的存在的误差，以达到降低计量误差的效果。
参考文献：
[1]杨金涛，乐健，汪妮等.谐波背景下电能计量系统的计量误差分析[J].电力系统自动化，2015.
[2]赵伟，彭宏亮，孙卫明等.谐波条件下基于计量误差量化分析的电能计量方案[J].电力系统自动化，2015.
[3]陈来娣.电能表计量在谐波背景下的误差分析[J].科技研究，2014.
论文作者:陈晓丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/10
标签：谐波论文; 电能论文; 误差论文; 基波论文; 电能表论文; 电流论文; 乘法论文; 《基层建设》2019年第18期论文;