马上加入，结交更多好友，共享更多资料，让你轻松玩转电力研学社区！ 您需要 登录 才可以下载或查看，没有账号？立即加入
×
文章标题：浅析谐波对电能计量的影响6 j, K, T1 N1 e 文章标题：浅析谐波对电能1 l, D6 L3 I, O4 f: H 摘要：通过分析电力系统频率偏移和谐波对传统感应电能表误差特性的影响，提出应用傅立叶变换方法进行电力系统电能计量的必要性和可行性，并对电网中存在高次谐波情况下的无功功率算法提出看法。 ! N( M. ^2 |6 @+ Q9 {4 ` 8 }& ]7 x% P% H$ T4 D. h ! ^3 M* n( @- j f6 A" `
, C: @7 S5 p( y( z# K# R) F3 X A0 K' f, K1 z0 ?$ w 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。) h# X$ C) ^, h8 p 7 u( E7 D0 K, p. ? 1 电磁感应式电能表的工作方式和误差特性( }5 |" ]1 \8 @1 ]8 R% M; a6 k5 f 1 B( c2 n* v" x6 U. X! C ! N' Q$ C/ r+ ? 1.1.1有功电能表# t' y- ~; m0 p, Z7 }& x4 F K ; p3 A) E6 h3 S- J& l7 c % m) C8 M5 }" k1 K' f% K 它们对应的接线方式如图1所示。不论三相系统对称与否，它都能正确计量系统的有功电量。8 y. Q' W3 h3 I8 C9 h! ?, Q3 _! J" h4 L 9 i/ a1 F8 g4 C ; Q6 `; b% J$ b; j8 Z 图1 三相有功功率表原理接线图/ e1 I8 o1 e. j; r. F. _0 L " W2 |' ~+ e6 ?) P 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。3 s8 C0 W* I9 Y/ B& k! V$ x （1）跨相接线方式。其原理接线是在感应有功电能表的基础上，采用跨相连接的方法构成。三相四线制和三相三线制电路的瞬时无功功率分别为:3 Q0 E2 U: Y& a5 r- L 5 m$ n+ C( r/ e& d6 m . |- A8 ?4 g4 m( F6 w# ? 4 [5 d$ t% Q7 W. M * \. U6 y& C' C. w0 a , t A7 I& W ?2 F( E* m （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。, B* J1 ]5 t7 B' a- Y' W1 r$ _4 l `$ M! u }% }8 f 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。' u' a6 l2 n4 c8 r: l : V9 f2 ]! U( f9 H( k1 O （2）当电力系统中有谐波分量存在时，谐波与基波相迭加，波形就会发生畸变，而由于电压、电流铁芯导磁率的非线性，在电压、电流波形发生畸变时，磁通并不能相应地线性变化。从电工基础知识和电能表工作原理可知，只有同频率的电压和电流相互作用才会产生平均功率，电能表也只有同频率的电压和电流产生的磁通之间相互作用才能产生转矩，畸变的波形通过电磁元件以后，由于磁通不与波形对应变化，导致转矩不能与平均功率成正比而产生附加误差。特别是90。移相法计量无功电量时，当移相变压器把基波电压移后90。时，其它频率的电压并不移相90。，所以90。移相法不能正确计量其它频率的电压、电流存在的无功电量。5 `9 _7 i" @. v7 k9 t+ e 6 V* Y- F7 W2 P% C ! O! @( U6 L1 b6 J 通过利用傅立叶变换法计算各次谐波分量，可以有效分析电力系统中的谐波。" g; [/ H3 ]8 U 当电力系统的电压（或电流）d（t）中含有谐波分量时，d(t)可以表示为各次谐波分量的迭加。1 q, z5 L& b: s) H' _* a# R0 Q. ] * R T+ J* w! R ^ 式中，Dn─n次谐波电压（或电流）的有效值;5 m5 ]) W1 k4 f' k) P" o 6 s* C. x4 e7 E 当d(t)满足“狄利克雷条件”时，根据傅立叶级数的收敛定理，d(t)可以表示为傅立叶级数形式:6 [' U& y0 w% o- T5 Q: p 7 z: O0 F" j" Y. u! Q 1 n/ s6 _ T# n! u( P4 I& m' l/ O ( |3 s1 j4 s1 H3 W. I4 h2 e" _ # g0 q# K5 O" q7 Q9 u. B : p$ J+ K, C0 y ! z3 I5 E7 V: H( ^7 L 7 I+ n( [6 Z: V: Z6 j % O/ z0 R! [! A% R 8 {+ z- s. T. P8 C4 k s7 [; k1 v" G3 g $ M: V4 {( u* e+ A, I' j 2 X3 A) y1 {3 v3 V) z, B, u $ l- I: I; a0 n& x2 U" N, J 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:) t% c. ^) }5 x& u 0 s1 B8 Q( Q. y$ [8 G 对三相四线制系统，以上为每一相各分量计算过程，得到A、B、C三相各自的有功功率（PA、PB、PC），无功功率（QA、QB、QC）后，把三者相加，即得到整条线路的有功功率和无功功率。" z' }% b! F8 O; _- O( E " l% R2 f' o! \' }: i, ?3 y$ E 对三相三线制系统，整条线路几次谐波的复功率为:- x& _9 B0 z/ b! T; G! P! @2 | . ]* U3 w8 B) G7 h$ w, B 所以，对三相三线系统可以分别用线电压Uab、Ucb和线电流ia、ic作为采样电压和采样电流来进行电量计算。整条线路几次谐波的有功功率Pn和无功功率Qn分别为:) I9 U: ]4 O5 T- V+ n0 @ 9 f) L+ R+ D$ O. A% m5 A' I 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:* h9 B5 \$ I% V) R0 ]" s ! s3 A1 N& l: ^. x1 A! O5 p* O 这样，不但减少了计算功率时的计算量，而且可以很方便地求得三相三线制系统的线电压和线电流。& w1 M7 J2 F5 U$ I' o 2 Y4 M: k+ Z* g: j3 H " I; N) t5 n! h7 U$ u7 c3 @. {$ a 6 k: [7 U/ d, K' x8 a0 @
楼主热帖
赣公网安备36040302000210号 )|网站地图
狗仔卡
发表于 2007-3-20 16:36:24
. e( _8 l. O K- g
`! }# Y# k3 C$ o
5 D- u: }0 @0 I5 k0 u3 `
1 k+ e0 x' m x% Z( G
! y9 \4 q$ ^7 G7 d) E# }
, D$ _! g% e, Q
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡