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【摘 要】 在电力系统中，谐波作为一种无法完全杜绝的干扰现象，其产生是由于电力系统主要设备的硬件因素造成的，在无法避免的情况下运用技术改进的方式实施有限控制，因此，本文分析就谐波对电力计量的影响、电力计量中，谐波的应用和发展，以及为电力系统的安全稳定运行提供一些幫助进行探讨。
【关键词】 电力谐波；电力计量；应用；发展
引言
谐波作为电力工作的衍生品给正常运行带来困扰，但是不能完全避免，主要出现的原因是硬件内部的物理反应产生的，由于空间和形状的限制，谐波的杜绝是不可能的，只能从设备的强度上和利用谐波的物理特性来减少干扰的强度和形式，计量电表直接受到谐波的影响。
一、在电力计量中谐波的影响
（一）对电感电表的影响
所谓电感式电表，主要指的是在进行工作时是通过磁感应来产生推动器件对力矩进行转动从而完成相应的计量工作，一般来说，电压线圈在工作的过程中会产生两个部分的电流磁通，对电力系统运行的安全性和稳定性提供有效地保障，而对于电流线圈来说，在工作中产生的磁通通常情况下都会穿过铝盘并且在电流组件的作用下形成一定的回路，由于电流线圈和电压线圈在工作中所产生的磁通具有交变性，所以穿过铝盘的位置各不相同，这样一来就会有感应电流在不同铝盘的位置上产生，使磁场和电流在相互作用下转动铝盘在这种情况下，负载有功率和转动的铝盘呈现出正比的关系，同时在设计电磁感应式的电表时是将基波作为设计的基本前提，因为基波和谐波叠加在一起时，所产生的电流和电压呈现出一种畸变的状态，正是由于这一因素的存在在利用电感式电表，进行电力计量时就会导致误差率的增加。
（二）对电子式电表的影响
与感应式电表的相比，电子式的电表计量误差已经相对于频率变化有所减小。而以基波计量为标准的时候，电子式电表计量的误差要比感应式电表的误差还大，这时因为其制作的原理来决定的，电表进行采用的方式是：A/D采用——乘法器——处理器——显示输出，设备是按照正弦50Hz在不超过国家标准的情况下进行工作的。按照电子式电表的检定规则，电子式电表的电流、电压所允许的失真的正弦波是在一定的范围内的，而多次谐波将导致整个波形计量的超限，产生失真引发乘法器误差。
二、谐波的危害
（一）污染公用电网
如果公用电网的谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备（电视机、计算机等）无法正常工作甚至会造成故障而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流造成超载、发热影响电力正常输送。
（二）影响变压器工作
谐波电流特别是3次（及其倍数）谐波侵入三角形连接的变压器会在其绕组中形成环流使绕组发热。对丫形连接中性线接地系统中侵入变压器的中性线的3次谐波电流会使中性线发热。
（三）影响继电保护的可靠性
如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时若谐波干扰叠加到极低的整定值上则可能会引起负序保护装置的误动作影响电力系统安全。
（四）电网谐波污染
导致输电线路、变压器和电机损耗增加，浪费能源。谐波使变压器、旋转电机等铁芯磁感应环流增加，大大加大电气设备发热损耗，加速绝缘老化，影响设备寿命；谐波对异步电动机的影响，主要是增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场，形成与电动机旋转方向相反的转矩，起制动作用，从而减少电动机的出力。当电动机中的谐波电流频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械谐振，发出很大的噪声，使旋转电机转速不稳，烧毁旋转电机。
（五）谐波会引起一些敏感的自动化设备误动作
全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热，同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难，且谐波次数越高影响越大；热磁型的断路器，由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热，使得额定电流降低与脱扣电流降低；电子型的断路器，谐波也要使其额定电流降低，尤其是检测峰值的电子断路器，额定电流降低得更多。由此可知，上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。对于漏电断路器来说，由于谐波汇漏电流的作用，可能使断路器异常发热，出现误动作或不动作。对于电磁继电器来说，谐波电流使磁体部件温升增大，影响接点，线圈温度升高使额定电流降低。对于热继电器来说，因受谐波电流的影响也要使额定电流降低。在工作中它们都有可能造成误动作。目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型，它们受谐波的影响较大。特别是电能表（多采用感应型），当谐波较大时将产生计量混乱，测量不准确。
三、谐波的抑制措施
在电力系统的设计中，加大系统短路容量；提高供电电压等级；增加变流装置的脉动数；改善系统的运行方式，如：尽可能保持三相负荷平衡，避免各类电磁系统饱和，错开系统谐振点，由专门电路为谐波源负载供电等，都能减小系统中的谐波成份。但其中许多措施都会大大增加系统和设备的投资，且有些方法的效果并不一定很理想。因此，设置交流滤波器是有效抑制谐波和改善波形的积极措施，同时滤波器还能向系统提供所需的部分或全部无功。
四、电力计量中电力谐波自身技术改进发展的应用与发展
（一）谐波对计量的应用
在谐波存在的情况下，谐波作用下的电能计量有三种方式：a.促进了电表功率反应性能的提高，实际上就是让电表尽量的反应出实际的功率，即基波和谐波所形成的综合功率，就是一种全能量的计量方式；b.对谐波进行过滤和忽视，即增加电表的抗干扰能力，只对基波进行功率测量，也就是一种纯基波的计量方式；c.利用电表对基波和谐波的功率进行分辨和区别计量，此种方式也可以看做是谐波电能计量的方式。此种方式随着技术手段和计费标准的改进将成为电能计量的一个趋势。
（二）谐波计量的发展
在我国的电力计量中使用的是全能量的计量，这种计量方式中当基波电流稳定的时候，计量较为准确可靠，但是系统中一旦出现谐波干扰，且超过了计量设备允许的范围时，全能量的计量表就会失去作用，误差增加。因此，将谐波和基波隔离开，并实现分别计量将成为未来电力计量的发展趋势。也就是在研制中建立简化的电力系统，将谐波影响下德尔计量误差进行模型化的处理，并以此确定基波线性模型和谐波作用下的非线性模型，这样就可以将二者区别开来，以此对谐波作用下的有效电流值进行计量，这样就可以实现对有效谐波计量的目标。
结束语
总而言之，任何事物都有其存在的价值，电力谐波的产生是不可避免的，也给电力计量带来了发展的动力。目前投入到电力网络中的非线性载荷日益增加，其产生的谐波总量也越来越大，由谐波引起的电压电流畸变则直接对电力计量产生的负面的影响，导致计量失真或者损失。因此研制更加精确而灵敏的谐波计量电表就成为来了电力计量技术的发展方向，进而实现对有效谐波和基波共同计量的目标。因此，若果要消除谐波污染，除在电力系统采取有效的控制措施外，还必须在设计、制造和使用非线性负载时，采取有力的谐波控制措施，减小谐波侵入电网，从而减少由于谐波带来的巨大损失。
参考文献：
[1]艾欣，杨以涵，周孝信.虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用[J].电力系统自动化，2001，15：54-57.
[2]赵建国，石岩，丁磊.电能计量中的谐波分析[J].中国电力，1997，12：21-24.
[3]肖健华，吴今培.电力系统谐波动态抑制技术的发展与展望[J].五邑大学学报（自然科学版），2000，01：16-20.
[4]林海雪.电力系统中的谐波问题[J].电网技术，1989，01：1-7+14.
[5]杜雄.电力谐波有源补偿新方法的研究[D].重庆大学，2005.
【关键词】 电力谐波；电力计量；应用；发展
引言
谐波作为电力工作的衍生品给正常运行带来困扰，但是不能完全避免，主要出现的原因是硬件内部的物理反应产生的，由于空间和形状的限制，谐波的杜绝是不可能的，只能从设备的强度上和利用谐波的物理特性来减少干扰的强度和形式，计量电表直接受到谐波的影响。
一、在电力计量中谐波的影响
（一）对电感电表的影响
所谓电感式电表，主要指的是在进行工作时是通过磁感应来产生推动器件对力矩进行转动从而完成相应的计量工作，一般来说，电压线圈在工作的过程中会产生两个部分的电流磁通，对电力系统运行的安全性和稳定性提供有效地保障，而对于电流线圈来说，在工作中产生的磁通通常情况下都会穿过铝盘并且在电流组件的作用下形成一定的回路，由于电流线圈和电压线圈在工作中所产生的磁通具有交变性，所以穿过铝盘的位置各不相同，这样一来就会有感应电流在不同铝盘的位置上产生，使磁场和电流在相互作用下转动铝盘在这种情况下，负载有功率和转动的铝盘呈现出正比的关系，同时在设计电磁感应式的电表时是将基波作为设计的基本前提，因为基波和谐波叠加在一起时，所产生的电流和电压呈现出一种畸变的状态，正是由于这一因素的存在在利用电感式电表，进行电力计量时就会导致误差率的增加。
（二）对电子式电表的影响
与感应式电表的相比，电子式的电表计量误差已经相对于频率变化有所减小。而以基波计量为标准的时候，电子式电表计量的误差要比感应式电表的误差还大，这时因为其制作的原理来决定的，电表进行采用的方式是：A/D采用——乘法器——处理器——显示输出，设备是按照正弦50Hz在不超过国家标准的情况下进行工作的。按照电子式电表的检定规则，电子式电表的电流、电压所允许的失真的正弦波是在一定的范围内的，而多次谐波将导致整个波形计量的超限，产生失真引发乘法器误差。
二、谐波的危害
（一）污染公用电网
如果公用电网的谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备（电视机、计算机等）无法正常工作甚至会造成故障而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流造成超载、发热影响电力正常输送。
（二）影响变压器工作
谐波电流特别是3次（及其倍数）谐波侵入三角形连接的变压器会在其绕组中形成环流使绕组发热。对丫形连接中性线接地系统中侵入变压器的中性线的3次谐波电流会使中性线发热。
（三）影响继电保护的可靠性
如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时若谐波干扰叠加到极低的整定值上则可能会引起负序保护装置的误动作影响电力系统安全。
（四）电网谐波污染
导致输电线路、变压器和电机损耗增加，浪费能源。谐波使变压器、旋转电机等铁芯磁感应环流增加，大大加大电气设备发热损耗，加速绝缘老化，影响设备寿命；谐波对异步电动机的影响，主要是增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场，形成与电动机旋转方向相反的转矩，起制动作用，从而减少电动机的出力。当电动机中的谐波电流频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械谐振，发出很大的噪声，使旋转电机转速不稳，烧毁旋转电机。
（五）谐波会引起一些敏感的自动化设备误动作
全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热，同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难，且谐波次数越高影响越大；热磁型的断路器，由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热，使得额定电流降低与脱扣电流降低；电子型的断路器，谐波也要使其额定电流降低，尤其是检测峰值的电子断路器，额定电流降低得更多。由此可知，上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。对于漏电断路器来说，由于谐波汇漏电流的作用，可能使断路器异常发热，出现误动作或不动作。对于电磁继电器来说，谐波电流使磁体部件温升增大，影响接点，线圈温度升高使额定电流降低。对于热继电器来说，因受谐波电流的影响也要使额定电流降低。在工作中它们都有可能造成误动作。目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型，它们受谐波的影响较大。特别是电能表（多采用感应型），当谐波较大时将产生计量混乱，测量不准确。
三、谐波的抑制措施
在电力系统的设计中，加大系统短路容量；提高供电电压等级；增加变流装置的脉动数；改善系统的运行方式，如：尽可能保持三相负荷平衡，避免各类电磁系统饱和，错开系统谐振点，由专门电路为谐波源负载供电等，都能减小系统中的谐波成份。但其中许多措施都会大大增加系统和设备的投资，且有些方法的效果并不一定很理想。因此，设置交流滤波器是有效抑制谐波和改善波形的积极措施，同时滤波器还能向系统提供所需的部分或全部无功。
四、电力计量中电力谐波自身技术改进发展的应用与发展
（一）谐波对计量的应用
在谐波存在的情况下，谐波作用下的电能计量有三种方式：a.促进了电表功率反应性能的提高，实际上就是让电表尽量的反应出实际的功率，即基波和谐波所形成的综合功率，就是一种全能量的计量方式；b.对谐波进行过滤和忽视，即增加电表的抗干扰能力，只对基波进行功率测量，也就是一种纯基波的计量方式；c.利用电表对基波和谐波的功率进行分辨和区别计量，此种方式也可以看做是谐波电能计量的方式。此种方式随着技术手段和计费标准的改进将成为电能计量的一个趋势。
（二）谐波计量的发展
在我国的电力计量中使用的是全能量的计量，这种计量方式中当基波电流稳定的时候，计量较为准确可靠，但是系统中一旦出现谐波干扰，且超过了计量设备允许的范围时，全能量的计量表就会失去作用，误差增加。因此，将谐波和基波隔离开，并实现分别计量将成为未来电力计量的发展趋势。也就是在研制中建立简化的电力系统，将谐波影响下德尔计量误差进行模型化的处理，并以此确定基波线性模型和谐波作用下的非线性模型，这样就可以将二者区别开来，以此对谐波作用下的有效电流值进行计量，这样就可以实现对有效谐波计量的目标。
结束语
总而言之，任何事物都有其存在的价值，电力谐波的产生是不可避免的，也给电力计量带来了发展的动力。目前投入到电力网络中的非线性载荷日益增加，其产生的谐波总量也越来越大，由谐波引起的电压电流畸变则直接对电力计量产生的负面的影响，导致计量失真或者损失。因此研制更加精确而灵敏的谐波计量电表就成为来了电力计量技术的发展方向，进而实现对有效谐波和基波共同计量的目标。因此，若果要消除谐波污染，除在电力系统采取有效的控制措施外，还必须在设计、制造和使用非线性负载时，采取有力的谐波控制措施，减小谐波侵入电网，从而减少由于谐波带来的巨大损失。
参考文献：
[1]艾欣，杨以涵，周孝信.虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用[J].电力系统自动化，2001，15：54-57.
[2]赵建国，石岩，丁磊.电能计量中的谐波分析[J].中国电力，1997，12：21-24.
[3]肖健华，吴今培.电力系统谐波动态抑制技术的发展与展望[J].五邑大学学报（自然科学版），2000，01：16-20.
[4]林海雪.电力系统中的谐波问题[J].电网技术，1989，01：1-7+14.
[5]杜雄.电力谐波有源补偿新方法的研究[D].重庆大学，2005.