（国网运城供电公司）
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。特殊情况下，谐波还可能影响通信设施，甚至带来人身安全。
在家用电器上，电器防治对谐波也会构成一定影响。一方面电器对供电网会构成谐波电压；另一方面，电器也会产生谐波。
2谐波对电能计量装置的影响
2.1谐波对电能计量表的误差影响
电能计量表更多是结合基波进行设计，事实上电流有基波与谐波之分，受谐波影响，电能表电压线的旋转圆盘与电压线圈的阻抗会发生变化，改变磁通量，一旦驱动力出现变化，就会形成误差。在电流传输中，谐波与基波是叠加存在于线路中，最后带动波形变化。电能表中的线圈与铁芯属于非线性工作，磁通量不会随着波形变化变成线性变化。谐波属于非线性频率，在电能表的作用下，磁通量进行不均变化，最后转盘难以与平均功率构成比例。所以电能表不能用于计量有功电能的计量中，它会带来误差。
基于全电子式电能表的数值计量，能结合不同频率的电压电流瞬值计算，当然这些电压电流必须结合正弦规律进行。从理论来看：这种方式能准确计算谐波与基波作用下的平均功率产生的电量与公耗值，由于谐波方向与负载电流方向不一，谐波面向电网，故电能表记录的数值是谐波与基波有功电能之和，这样记录的数值比负债基波消耗的电能小，同时这也是电能表最大的缺陷之一。除了这些因素，对全电子式电能表构成影响的因素还有很多，如：电流、温度、电压与频率等，都可能让全电子式电能表数据存在误差。另外，也有设计因素，如：电压电流组件交换与电能表计算方式等。
2.2谐波对电能计量合理性的影响
当前，基于谐波作用对电能计量构成的影响主要体现在以下方面：
①电能表可以准确说明功率，也就是基波与谐波的综合功率，又被称作：电能全计量方式，这也是国内常用的电能计量形式。
②电能表只说明基波功率，不需要计量谐波功率，即：基波电能。
③电能表分别说明基波功率与谐波功率，即：谐波电能。
由于当前使用的是全能量方式进行计量，让在谐波作用下的合理性与准确性受到了严重的影响。如：非线性系统中，受谐波功率影响，线性用户不仅是谐波的受害人员，同时还得为电能支付费用；与之相反的是，吸收基波电能的很大部分变成谐波输入电网，产生的电费由线性用户出。这种模式并不科学，不仅影响了电力系统效益，对电网运行安全也构成了很大的影响。
2.3谐波对电能计量的精确性的影响
对电能计量的精确性的影响，是在谐波为基础的背景下，电能表精确计算谐波与基波的总电能。出现谐波功率后，电能值E’=C1E1+∑ChEh，其中Eh、E1分别是h次的谐波与基波电能值，符号可以为正，也可以是负数，潮流方向决定；而Ch、C1反映h次谐波与基波电能的比例系数。在电力系统中，应用较多的是电子式与感应式电能表。感应式电能表用于工频很狭小的频率变化范围，当电压、电流为正弦波时，达到最好的工作状态。当系统的电压、电流波形受各种因素影响发生畸变，电能表的转盘阻抗与线圈阻抗就会发生变化，并且带动电流磁通出现变化，最后影响计量精度。
但是，电网电压与电流在测量时，必须经过测量后再将互感器变成弱电信号输送给电能表，而畸变后的信号则用互感器达到要求。如果测量中存在非线性，而互感器的转换比例也不一致，势必会造成信号变形，最后拉大误差。从实验应用来看：一旦出现畸变，波形变换误差会随着谐波次数增多，而增加非线性，并且偶次谐波比奇次谐波的变化大。
4谐波抑制方式
为了确保电力谐波正常工作，作为供电系统的主要来源的换流装置，从理论来看：增加换流设备的脉动数值，换流装置中的直流侧与交流侧产生的谐波数值能有效清理幅值相对较高的低频项目，控制谐波电流的有效数值。
在有源与无源滤波法中，先从谐波的源头着手，尽量从谐波附近杜绝谐波电流，这也是控制好谐波对电流构成影响最有效的方法，它能从根本上保护好电气设施，减小谐波电压。
5结语
电力谐波对电能计量的影响是多个层面的，为了确保电力谐波正常发展，必须从电能计量相关理论与影响因素着手，在参与到电力谐波电量计量的同时，结合电能计量与电力谐波特征，形成有效的工作经验。
参考文献：
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