2 电子式电能表在谐波下的工况分析
电子式的电表是在数字是电子功率电表的技术上延伸而来,在计量原理上看,其利用乘法器进行电能的计算,在标准电量定价的基础上利用乘法器在极短的时间内对电流量进行计算,这样就可以获得相应的电量,然而在谐波的干扰其对电信号的采集就会出现误差,同时电流与电压的瞬时改变电气元件的工作情况,如果电子元件出现性能改变就必然会影响到电子式电表的计量,这样在传感器采集信号的过程中会导致其精度的改变,从而影响乘法器的计算。此时如果谐波的出现被感应器记录,而互感器对谐波的转换比例也是不统一的,这就导致检测信号畸变。要在这个工况下进行测量显然是会出现较大误差的。在波形畸变时,互感器的波形变换误差会随着谐波次数的增加而增加,偶此谐波的波形改变要大于奇次谐波。电子式电能表在试验中所体现的频率误差特性也说明了这一点,电子电表频率曲线相对平坦,可以说明其没有衰减,这说明电子电表的相应所能适应的频率波动时较宽的,当电网中出现电压或者电流的突变的时候,二者不会轻易同时畸变此时谐波引发的误差会变小。如果电网中的电流与电压都出现畸变而电子式电表的工作频率足够宽也是可以降低计量误差的,如果配置合理仍可在干扰中准确计量。在具体的计量中电子式电表对谐波与基波的干扰的响应时相同的,就会将里二者统一起来进行计量。形式上看电子式电表计量基波电量与谐波有功电量是相同的,在公式上看是对电流与电压的瞬时值进行区别计算,没有将基波和谐波进行区别,其所计量的基波电能与谐波电能之和才是其计量值,及电子式电表是全电脑计量的模式,其计量的公式为:W=W1+∑Wh。
可见,电子式的电能表是将总的畸变波形作为计量的基础,没有将基波与谐波进行划分,对线性用户而言其计量的电能是各种电流的总和,谐波产生的功率在计算中被多计量,这样的情况对非谐波源头的用户是不利的,他们被多计量了电量。而对谐波源而言,其产生的干扰进入电网,同时也干扰了电子式电表的正确计量,他们的电量是基波电能去掉谐波的电能,这个计量方式显然对计量工作影响较大。
3 控制谐波干扰的措施
综合上述的分析,在针对谐波控制上可以采用以下措施进行防范,其思路就是在计量前对电压和电流进行全处理,即利用滤波的思路对经过A/D转换的数据信号进行预处理,就是对谐波的畸变进行校正,使之在被计入到乘法器之前的信号进行整理,并计算总体功率电量;然后利用数字化的方式对电压和电流的畸变进行提出与抑制,使之形成一个只有畸变性质的信号,最后利用乘法器进行计算,从而形成一个谐波的总体功率。功率的总和和谐波功率的总相对时间进行积分,就可得到电能和谐波的电能。当基波功率与谐波功率的方向是一致的,就相当将整个载荷看作是线性的,而基波电能对计量有计量价值,计量时仅仅计量谐波与基波的差就可准确计量。如果基波与谐波方向不一致的时候,计量的结果是针对谐波进行的,基波与谐波的绝对值的和将成为计量依据。利用上面的思路对电表的计量进行改进,就可避免线性用户被多计量电能的情况,也可对非线性用户而言也可避免少计量电能的情况,从而保证各方的利益。
4 结束语
在科技发展的推动下,非线性用户的数量不断增加,电网中的谐波也随之增加,这就给电量的计量带来了较大的影响。在控制其负面影响的时候应先对谐波对电能表的影响进行分析,通过对感应式和电子式电表的功率特性分析,即可获得谐波干扰的结果,从而找到从根本上控制计量误差的方式。这样才能在电能计量中保证线性与非线性用户的利益不受侵害。