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文章标题：浅析谐波对电能计量的影响2 u" ~1 f- |9 A8 j8 E3 j 文章标题：浅析谐波对电能# k% k4 d2 Q# J+ Z% N4 Z , `# A$ T: h8 e M # [' T3 @5 F/ `6 o. U7 t ; p/ S3 r5 b4 ~! X
. C4 ^3 x( j" A( i 引言( a: v- s9 P* J; e/ n 随着化工、冶金、煤炭等行业以及家用电器中许多非线性负荷的日渐增多，特别是一些大功率变流设备和电弧炉等的大量应用，导致在电网中产生大量的高次谐波电流，进而引起电压波形发生畸变，不再是完全的正弦波。但由于现在的电能计量仍大部分采用传统的电磁感应式电能表，而这种电能表在结构设计上仅考虑了基波分量的作用，较少考虑高次谐波的影响，因此其测量误差将随着高次谐波含量的增加而增大，故已不能准确地反映电力系统运行的实际情况。电能计量是电力系统收费的依据，它的准确与否直接影响到用户和电业部门的利益，所以有必要考虑一种在电网高次谐波存在情况下新的电能计量方法和计量装置。; J# @3 K. @% Y9 ], |+ y5 V. S8 {/ f 6 W0 j! [$ h X# @4 Q9 |% J 1 电磁感应式电能表的工作方式和误差特性7 `: H+ r+ R) }, `4 O6 r2 I 1.1工作方式( I. l) G2 _4 E4 }6 W; V5 `9 a 电磁感应式电能表在原理上通过电磁感应元件来驱动机械计数装置，把电量值记录下来。它主要包括电磁元件、转动元件、制动元件、计数器等。下面就只有基波时的情况，对其主要的工作方式进行分析。; y1 a0 }: O8 {1 |7 W 5 T) ~! y N1 C% O3 [/ H, l' a" B1 { 4 i7 T" \0 }2 q8 q5 l2 { $ n1 z& L4 ^# C& T # r- P4 X3 f5 O0 n 3 i2 I' K; _) F1 `, b+ y, J （A）三相四线接线图 （B）三相三线接线图# Y, x/ E7 O$ v& k & Z# p) R; ^% b0 d0 d9 m 5 Y/ M% E8 ?- ^& M/ d 当今现场应用的无功电能表大都是在有功电能表的基础上采用跨相接线或移相90。的方法构成。2 j& K+ B) s; \ 2 \4 U3 _! _- d e3 p0 H: h' N 3 O' f: S/ H9 H# R( `& ]. P0 @' o, Q 7 o, k8 [6 K1 z8 ]) m4 ? 5 r) v2 T! I s / U/ t- f/ y$ _& Q" ]& y Y6 ~0 w 图2 跨相原理三相无功功率表原理接线 h, l+ A0 }( ?; L) |0 J （2）90。移相法。采用标准有功电能表外接90。移相变压器组合成标准无功电能表。这种无功电能表的外部接线与前面提到的有功电能表的外部接线完全一样。在只有基波情况下，这种无功电能表正确计量三相系统的无功电量。, m0 B5 s' c( }( p7 E: T - R ~5 v" {% _& i0 \2 P5 J 电磁感应式电能表产生误差的原因很多，在这里只考虑系统频率偏移和谐波的影响。5 o( x+ X3 J, B5 m A6 ~3 j M5 R （1）电磁感应式电能表的设计是按基波情况考虑的，在负荷电压、电流不变的情况下，当频率变化时，由于电压线圈阻抗的变化，会导致电压工作磁通发生改变，同时由于转盘阻抗的变化会使电流磁通也发生变化，从而影响电能表的测量精度。, t8 E" j7 T3 {) K5 i 8 Y4 ]" K7 e& u& d8 P( W, u & s4 [8 A$ }$ z 5 ?7 \5 C4 T3 Y- D4 T& s. p$ B 0 \. J1 [9 U5 C1 n5 e, V * A% G3 ?! o' C n8 k5 Z8 V ( w* K# y8 O! e0 l3 l P 式中，Dn─n次谐波电压（或电流）的有效值;5 o) m5 F. }( v" _2 z 4 m1 Z5 e+ s! M6 j # }$ Y! p& t7 W + ] g7 P1 F& I 0 U6 S$ h- {' u* ^ 所以, 对每个周期采样点数为N的离散采样系统, 几次谐波电压(或电流)的有效值、实部有效值、虚部有效值分别为:: [# E% J/ |: r0 Z/ ~ 5 E I2 p# q3 j0 A7 l 8 N6 ?1 R5 T9 B7 _ 得到各次谐波电压（或电流）的有效值后，可得总电压（或电流）的有效值△为:; m6 Y# q: ?$ F ( b' r- W D' f 式中M为谐波分析中分析到的最高次谐波的次数。8 g; b; N+ U: n1 O, n$ p, \& A! U6 ^ 1 R! s1 O/ n: c* ]7 Y1 a & o# e: Y& U5 d8 p4 [ ' T, T: Y! `+ _$ R5 N t, h W7 G5 k% |% e) Z0 |6 B% m 在求得各次谐波的有功功率Pn和无功功率Qn后，可得总的有功功率Pn和无功功率Qn后，可得总的有功功率P和无功功率Q:, r; \4 w- |. U: B, \" ] ) d: K0 U7 Y$ X* a. y : x9 U: q" G. x9 o( V. Y ( P" M2 }: @/ j0 L; V5 J ) |: S5 q6 k- y; }% s& X , X2 m5 {. x5 S" _! V3 a9 W 1 H( f7 M% y" {2 r/ L8 F " `4 f4 q# A1 Y1 J 所以三相三线制系统整条线路的有功功率和无功功率分别为:* \7 w: X; I7 {- F 8 V' d5 l7 k: A( C, i2 c( ^0 n 2 S9 L* t, l# E 前面讲到，电网中的高次谐波是由送变电及用电设备产生的，而高次谐波的产生是要消耗一定电能的，并且谐波功率在流经送变电设备和用电设备时也要做功，所以谐波也会产生有功功率和无功功率，并产生相应的有功电能和无功电能。从准确的角度来考虑谐振波产生的有功电能和无功电能也需要计算。3 d3 ~- W2 P" N H# R9 q # |6 T" \0 S1 l5 R/ N 3 结论2 e7 O# l" o$ L6 i
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狗仔卡
发表于 2007-3-20 16:36:24
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