王慶龍

摘 要：三次諧波不僅會降低電力設(shè)備的使用壽命，而且會增加電能消耗。此外，還將嚴重影響電力設(shè)備的正常運行，甚至可能造成安全事故，嚴重影響議會的正常發(fā)展和人民的正常生活生產(chǎn)活動。本文三次諧波對電能計量及中性線的影響進行了探討。

關(guān)鍵詞：三次諧波;電能計量;中性線;影響

0 前言

電能計量系統(tǒng)是供、用電雙方發(fā)生經(jīng)濟糾葛的根本“中介”，其工作準確性牽涉到經(jīng)濟利益。電能計量系統(tǒng)由TV、TA、計量二次回路和電能表等組成。根據(jù)電能計量系統(tǒng)運行大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，諧波條件下的計量誤差具有增大趨勢。

1 各類電能計量模式分析

當前，國內(nèi)外系列標準雖然關(guān)注到諧波問題，但未出臺具體的針對諧波電能計量的方法。因此，要確立諧波環(huán)境下的合理化計量模式，首先對現(xiàn)存計量方式進行分析?，F(xiàn)電能計量模式有3種。

a.基波計量模式。特點是只計量用戶消耗的基波功率，采用基波電能表。在這種模式下，CVT對諧波的不適應(yīng)不會影響到計量系統(tǒng)整體。

b.全波計量模式。特點是能將基波和諧波統(tǒng)統(tǒng)計入電費（理論上），采用寬頻響應(yīng)型電能表。這是現(xiàn)在國內(nèi)計量的主流模式。

c.基波、諧波單獨計量模式。即安裝2種表計，以基波表測量基波功率消耗，以諧波表測量發(fā)出或吸收的諧波功率。

事實上，3種計量模式并無明顯區(qū)別（不同類型負荷對應(yīng)的最合理模式不同）。如：針對發(fā)熱性負荷，因其基波和諧波有功均被利用，擇定全波計量最為合理;對于電機用戶，因其做功大小只與基波電能有關(guān)，擇定基波計量相對公平。隨著電力使用面的不斷拓展，電網(wǎng)中非線性負荷也日趨復(fù)雜。

對于這些用戶的計量模式選擇相對困難：①若僅考慮計量需要，因非線性用戶也吸收諧波，采用全波計量是首選;②非線性用戶往往向電網(wǎng)注入新的諧波，為懲罰考量，采用基波、諧波單獨計量模式更契合供電公司維護電網(wǎng)安全的需要。具體選擇哪一種模式，需要根據(jù)不同時段的管理做出決策。

2 三次諧波的基本概念

在我國的供電系統(tǒng)中，人們對220V，50Hz電力使用最為廣泛。在通常情況下，其電壓波形與電流波形均為正弦波。但是隨著社會的不斷前進與發(fā)展，社會發(fā)展與人民的生活與生產(chǎn)活動對電能的需求也在日益加大，與此同時，各種各樣的電器也走進了人們的生活中，并獲得了廣泛的使用，這其中就包括了非線性負荷電器，這會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的電流與電壓發(fā)生一定的變化。在對電力系統(tǒng)的。電流與電壓波形進行傅里葉分解時，發(fā)現(xiàn)其中還夾雜了150赫茲的交流正弦波。由于150赫茲的交流正弦波在數(shù)量上是50赫茲的三倍，我們將其稱為三次諧波。

3 三次諧波對電能計量與中性線的影響

3.1 三次諧波對電能計量的影響

電能計量裝置通常分為兩種，一種是電磁式互感器的電能計量裝置，另一種是電容式互感器的電能計量裝置。在發(fā)生三次諧波污染的情況下，會使得電磁式互感器電能計量裝置發(fā)生磁滯或飽和現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會導(dǎo)致電能計量誤差現(xiàn)象的發(fā)生。而電容式互感器電能計量裝置由于幅頻特性與相頻特性，無法保證對三次諧波測量的準確性?？偠灾?，三次諧波污染會對電能計量的準確性產(chǎn)生不利的影響。

3.2 三次諧波對中性線的影響

隨著時代的發(fā)展，各種各樣的變頻家電走進了人們的日常生活當中，例如，變頻空調(diào)、變頻洗衣機以及微波爐等。這些變頻電器都是非線性負載，而且在運行過程中三次諧波分量占有很大的比重，與此同時，還帶來了嚴重的三次諧波污染。這不僅會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的損耗大大增加，對于三相四線制系統(tǒng)以及三相五線制系統(tǒng)中，損耗尤為明顯，而且還會導(dǎo)致中性線的負載也加大。這對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全有著極為不利的影響，甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生。

4 三次諧波污染的防治措施

4.1 三次諧波濾波器的使用

在對三次諧波污染進行防治的過程中，可以充分利用濾波器來對諧波電壓或諧波電流進行濾除。在使用濾波器對三次諧波污染進行防治的實踐過程中，發(fā)現(xiàn)濾波器與三次諧波源頭的距離與防治效果具有很大的關(guān)聯(lián)，而且距離越近，效果越好。另外，并聯(lián)型的三次諧波濾波器不僅可以有效的降低三次諧波電流，而且還可以實現(xiàn)對三次諧波電壓的降低。因此，通過在非線性負荷較大的供電點并聯(lián)三次諧波濾波器，可以在一定程度上減輕諧波污染帶來的危害。

4.2 帶中性線低壓供電系統(tǒng)

對帶中性線低壓供電系統(tǒng)進行三次諧波污染的防止措施主要有以下幾種：a.采用被動式串聯(lián)型的濾波器。這種方式雖然對三次諧波污染的治理上具有一定的效果，但是，也會引發(fā)低壓母線電壓上升的現(xiàn)象。除此之外，還會引起中性線阻抗的上升。這些問題不僅會導(dǎo)致接地故障保護功能不能得到充分的發(fā)揮與展現(xiàn)，而且還會在一定程度上制約電網(wǎng)運行質(zhì)量的提升。b.改變Satons變壓器繞組接法的方法。這種方法對于降低高壓側(cè)的三次諧波有著顯著的效果。但是該方法在使用時必須嚴格要求三相負荷的完全相同，在實現(xiàn)上具有一定的難度與復(fù)雜性。c.可以采用中性線的有源濾波器和雙接線的變壓器，例如雙接地線的變壓器既可以充當隔離變壓器，也可以充當供電變壓器，從而使三次諧波得到消除，這種方式主要應(yīng)用于三項式負荷。

5 結(jié)束語

在當前社會經(jīng)濟不斷飛速發(fā)展的趨勢下，人們對電網(wǎng)的安全性以及穩(wěn)定性也提出了新的要求，同時也是新的標準。但是，隨著社會發(fā)展與人民的生活與生產(chǎn)活動對電力需求的不斷上升，也帶來了嚴重的三次諧波污染，三次諧波污染有著巨大的危害，嚴重影響著社會的前進以及人們的正常生活與生產(chǎn)活動。因此，本文開展三次諧波對電能計量及中性線的影響有著極為重要的意義。一方面，電力企業(yè)應(yīng)加強對三次諧波污染防治的重視程度。另一方面，電力企業(yè)應(yīng)充分利用先進的科學(xué)技術(shù)來對三次諧波污染進行有效的防治。這不僅對于有效保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性有著重要的意義，而且對于電力企業(yè)的長遠可持續(xù)發(fā)展也有著深遠的影響。

參考文獻

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