（1.国网山东省电力公司淄博供电公司 山东淄博 255000；2.国网山东省电力公司桓台县供电公司 山东淄博 256400）
摘要：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。
关键词：谐波背景；电能计量；计量误差；分析探究
引言
电能计量设备是用来显示或者反映国家供电企业对用户输送电能的仪器，通过电能计量系统可以如实地反映出消费者消费了多少电能，也是用电消费者进行结算的依据和凭证。电能计量系统的测量准确性直接关系到国家与用电消费的切身利益。电能计量系统其主要由电能表、电压互感器和电流互感器组成。每个组成部分在基波条件下所产生的误差不会对总体的设计造成大的影响，但是在谐波条件下，各组成部分将会受到一定的影响。通过对谐波背景下，电能计量系统的深入研究分析，进而有效控制或者降低误差，从而维护供应双方合理权利。
1产生谐波的原因
1.1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心，故而导致发电机电源质量下降，并在此过程中产生了了一定量的谐波。
1.2输、配电系统原因
目前，我国的电力系统在运行时，输电变压器的铁心部位往往会因为极度饱和，而诱发谐波的出现。事实上，变压器在运行时往往会产生一定的磁化曲线，对其运行状况产生影响，并引发尖项波形的出现，最终导致了奇次谐波的出现。基于此可以得知，变压器铁心的饱和度，往往会对磁化曲线线性状况产生一定的影响，并由此促使较大的电流谐波的出现，阻碍了各项效益的取得。
1.3电力使用原因
目前，我国的居民所使用的电力设备主要由晶闸管等零部件构成。这种状况的出现就导致各类设备在运行时出现各类谐波，并对电网的正常运行带来负面影响。一般而言，在单相电流的电路装置与感性负载连接时，往往会促使系统中出现奇次谐波，阻碍了相关效益的取得。
2谐波下电能计量系统存在的误差
2.1CVT谐波存在的误差
相角误差的仿真结果与幅值误差的仿真结果存在着一定的差异。CVT基波电压测量工作的准确度较高，但用谐波电压开展测量工作所得到的幅度值的误差应当在96%上下。在谐波的情况下，CVT会表现出较大数值的相位偏差。综上可得，CVT在谐波条件下进行测量是不明智的，也就是CVT不适合于谐波条件下开展相关测量工作。在仿真分析TA谐波的误差后得到次谐波的基本状况。数据显示，谐波的负载率抵至98%，而谐波的功率因素为1。在TA仿真的过程中应当合理地设置电流源，经验表明，电流源的相位最好保持在0度左右，电流数值一般为1kV。由上可知，在存在谐波的条件下，电能计量表系统的计量准确度较高，究其原因是TA计量拥有极高的精度，得出结论：TA较适合在谐波环境中进行测量。需要特别指出的是，计量误差在电能方面的计量系统中是非常常见的，110kV的系统多应用了高压电能的计量系统，而不同环境中的电能计量误差是存在着一定的差异，需要引起业界人士的关注。
2.2CVT谐波测量的误差
在谐波环境中，CVT谐波测量产生的误差能够补偿中间变压设备、电抗设备以及阻尼设备，应当对CVT谐波测量的误差进行研究，主要分析其具有的一些性质。目前，国内变电站母线以及升压站都通过了CVT，但是有学者指出，CVT并不适合用于谐波测量工作，或者说谐波无法被用来测量谐波。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相关国际电工标准规定，在用CVT开展对绕组的测量工作时，需保证绕组既定频率处于98~101%之间。在测电压频率上下波动且存在谐波的状况下，补偿电抗设备电感以及电容分压设备的等值电容共同构成了CVT，在此背景下，LC串联谐振的回路会发生相应的偏离，进而导致测量工作存在较大的误差。综上所述，谐波协同CVT难以真实有效地反应真实的电能状况。在谐波测量工作中，测量人员为了获得二次测信号而选择使用CVT装置，这就为计量误差的产生提供了条件。
3解决电能计量误差的措施
3.1电压互感器改进
在改进电压互感器的时候，首先可以从内部结构来优化，因为内部结构中铁芯是产生电能计量误差的重要因素，所以在安装铁芯的时候要注意材质的选择，最好选用高导磁率的材质，然后铁芯的磁密要均匀而且尽量要降低磁密，铁芯的长度也要适度地减短。另外，可以通过减少绕组的匝数和改进绕组的耦合状态来降低电能计量的误差。其次是要减少二次回路的电流。比如选择专用的电线路和计量线路，在电能表和互感器之间应用专用路线。比如经常要检查和维修导线和元件的接头，减去不必要的接触电阻。另外，还可以采用多绕组的电压互感器，或者采用补偿性仪器来补偿在二次回路中产生的误差。
3.2电子电能表
在应用全电子电能计量表的时候，安装在电能表内部的处理器会将不同频率下正弦电流电压所产生的数值进行精确、分类计算，同时具备在数值中选取一部分数值进行采样计量，运用这种方法能够将谐波和负载基波所消耗的平均电流电量的数值清楚的记录下来。在基波受到谐波电流的影响下，它将会与负载电流形成不同的方向，当谐波的负载电流通过电网时，这种电能表将会全程记录下谐波的谐波与基波的产生有功电能所消耗的详细数值，但是此时所记录下来的用电量要小于基波电能负载所消耗的电能，这就是全电子电能计量表存在的不足之处。存在的这种致命的缺陷直接对国家的供应企业带来直接的影响，也是对电能的供应方与消费的用电方产生不公平的现象。上面所列举的是一些我们常见的在谐波背景下电能计量系统的计量误差现象，除了这些情况外，还有许多原因将会对电能表计量系统的计量产生误差，例如频率、温度等一些客观的因素，还有电能的计量方法和电压电路所分散的交换零部件等方面的因素都会引起电能表计量系统的计量产生误差。
3.3电流互感器改进
电流互感器产生电能计量的误差，主要是因为励磁磁动势造成的，所以在改进电流互感器来减少误差的过程中，可以采用补偿法来补偿励磁磁动势。补偿法有无源补偿法和有源补偿法。无源补偿法是在二次侧设置固定电容，不过这种方法对于提高电能计量的精确度比较缓慢，所以还可以采用有源补偿法进行自动跟踪补偿。
3.4计量方式的改进
在实际电力系统中，电源不可避免地含有背景谐波，同时也存在大量的非线性负载;同时，电源背景谐波的属性并非恒定不变，即电源含有的各次谐波分量大小变是在变化，非线性负载在不同工作条件下其谐波特性也会相应变化;在这两个因素的综合影响之下，要严格地析出在计量装置安装处的各次谐波并进行实时计算对计量装置的硬件与之相匹配。
结束语
通常情况下，在谐波背景不仅会影响输电与配电及用电消费者的电力设备的正常运行，致使用电消费者的无功功率数值增大，增加消费者的电费支出，增大消费者的生活支出，不仅如此，还对其它的设备元件也会造成了较大的损害。在计量回路中应该采用新型的基波电能表，采用分频技术有针对性的计量基波电能和谐波电能，以达到增强非线性负荷的准入方式，这样将会最大限度控制或者降低谐波所引起的电能计量误差现象，从而更有效地维护好供电方与用电消费者双方的利益。
参考文献
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论文作者:卜祥海1,荣文光2,李海泉2,王凯2,王信春2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/22
标签：谐波论文; 电能论文; 误差论文; 基波论文; 测量论文; 电流论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第26期论文;