关于基波计量型计量箱对计量效益作用的探索

　　1 前言

　　在钢铁金属轧制企业中, 存在许多产生谐波负荷的用户, 这些用户在耗费大量能源的同时, 还向电网反馈谐波, 造成电能质量下降, 同时对用电计量造成影响, 据统计, 谐波严重的企业, 少计的电量达总电量的 6.5%~12.5%, 给用电管理单位造成巨大的经济损失。本文就问题的成因及解决办法进行探讨, 并提出相关的解决方案。

　　2 谐波的危害及对计量的影响

　　谐波对供配电线路、电力及用电设备的危害很大, 还会影响电力测量的准确性, 特别是电能表, 当谐波较大时将产生计量混乱, 测量不准确。电能计量数据是发电企业、输配电企业、电力用户之间进行贸易结算的依据, 它的准确与否直接影响到三者的利益以及交易的合理性, 当谐波以 3、5、7 次为主时, 其少计电量据有关部门统计可达总量的 6.5%~12.5%。在电能计量方面, 目前普遍采用电磁感应式电能表和全电子式电能表。以下将从这两种电能表的计量原理方面来分析谐波对计量的影响。

　　2.1 电磁感应式电能表的工作方式和误差特性

　　电磁感应式电能表( 包括机电一体电磁感应式电能表) 是通过电磁感应组件来驱动机械记数装置, 把电能量记录下来。它产生误差的原因很多, 与电力高次谐波相关的体现为 2 个方面。电磁感应式电能表的设计是按基波考虑的, 在负载上当基波电压电流不变而又含有谐波时, 电能表电压线圈阻抗和转盘阻抗都会变化, 导致电压工作磁通和对应的电流磁通变化, 从而影响电能表的计量精度。

　　当存在谐波电压与电流时, 由谐波和基波叠加而成的电压电流波形发生畸变, 但由于对应铁芯导磁率的非线性, 磁通并不能相应地呈线性变化。根据电路原理, 只有同频率的电压和电流相互作用才产生平均功率; 根据电磁感应式电能表工作原理, 只有同频率的电压和电流产生的磁通相互作用才能产生转矩, 畸变的波形通过电磁组件以后, 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。

　　2.2 全电子式电能表的工作方式和误差特性

　　全电子式电能表计量有功就是用 A/D 采样数值计算的方法。

　　电网中基波功率由发电机产生, 而负荷又分为线性负荷与非线性负荷。非线性负荷吸收电网的基波功率, 并将基波功率的一部分转化为谐波功率反送回电网; 线性负荷不仅吸收电网的基波功率, 也吸收谐波功率。

　　电能表反映的电能为:

　　式中: E———通过电能表的电能;

　　E1———通过电能表的基波电能;

　　Eh———通过电能表的第 h 次谐波电能;