【摘要】 现阶段，有很多的电能计量的方法，要想实现对电力的准确计量，就要对谐波的产生原因进行分析，消除谐波 对电力计量的负面影响，电力谐波导致电力计量不准确，严重的阻碍了我国经 济的稳定发展。因此本文探讨了电力系 统谐波对电能计量的准确性的影响，并得出结论，只有分别计量负荷消耗的谐 波电能与基波电能才是最合适的计量方式。
【关键词】 电力系统谐波 ；电能计量 ；影响
随着我国经济的不断发展壮大，科技水平逐步提高。在电力系统中，越来越 多的非线性负荷电力设备越来越被广泛的应用，因此电力系统谐波也随之大量出现。电力谐波导致电力计量不准确，严重阻碍了我国经济的稳定发展。所以电力管理部门将谐波造成的影响和危害充分了解并重视起来。
1 电力系统谐波产生的原因
电力电子设备出现之前，产生谐波的主要是变压器，产生的谐波属于奇次谐波，是一种量值较小的有限的谐波源。目前由于变压器带来的谐波量值较小，所以其他的电力电子设备渐渐代替了变压器， 产生的谐波成为了组合形式丰富的多次谐波。电力电子技术一般是用整流二极管作为整流器件，将交流电转化成直流电。因此电子电力技术普遍的电能形态是整 流二极管工频整流的 AC/DC 转换形式。一般来说首先选择的都是桥式整流器滤波和大电容器为 AC/DC 转换器，其中就包括直流电力机车、电化学工业整流、电源电子整流器和变频调速器等这些设备。受到大容量的滤波电容器的影响，一般二极管的导通角比较小，如果使它能够导通，就必须使交流电压达到正弦波的最 高值，因此导致交流输入电流的波形发生了畸变，甚至三次谐波在某些情况下超过基波。在受到非线性整流的影响时，可以将交流线路中的电流（i）输入，这样波形就不再是正弦波了，转变周期畸变波形的频域，一般是把交流进线电流 (is) 表示为工频基波分量和工频为整数倍的谐波分量的综合。假设电源电压为纯正弦波，那就只能用基波电流传输平均功率。这是因为其相 位不是 90°并且具有相同频率，平均功率不为零。整流器的平均输出功率就是由电流电压均方根值与进线电流基波均方根值（I’）的乘积得出，然后再与 I’相乘后在 Us 相位角 φ1 的余弦 cosφ1，表现公式为 P=U（s I’）cosφ1。视在功率的计算公式是 ：P=UsIs，其 中 Us 与 Is 都是有效值。功率因素的公式表示为 ：PF=（有功 功率）（/视在功率）=P/S 从上述公式中可以得知 ：PF=U（s I’） cosφ1/UsIs 在进线电流 I’产生畸变的时候，如果 电流的比值（I’）/Is 越小，那么整流器本 身的功率就会越低。所以在 AC/DC 的转换 电路中，可以将输入电流当作非正弦，输入电压为正弦，将谐波电流所场所的二次效应忽略不计。
2 电力系统谐波对电力计量准确性的影响
电力系统谐波影响了电力计量的准确性，这些影响是指存在谐波电流和电压的状况下，电能表是否可以将通过电能表的有供电能准确的计量，电能表计量出现的误差（e）是计量电能（Em）和被测电能 （Et）之间的相对误差，用公式表示为 ：(1) 感应式电能表 电能表的频率特性是用来研究波形畸变对计量影响的。电能表的频响曲线是否平坦，对计量误差有很大的影响。感应式电能表最佳的工作性能表现在只有在电压和电流都是正弦波，并且在工频附近较窄的范围内的时候。一旦系统中的电流 和电压波形产生畸变，偏离了正弦，那么就会导致感应式电能表不能准确计量。并且被测电压与电流的谐波频率越高，电能的负误差就会越大，难以对通过的电能准 确测量。(2) 电子式电能表从理论上来说，对于不同的被测信号波形，电子式电能表会产生不同的响应，从而产生不同的误差。当电压或者电流的其中之一发生畸变时，电子式电能表就会出现些微的误差，但是误差较小可以忽略不计 ；当电流和电压的波形全都发生了畸变，与正弦偏离的时候，电子式电能表的误差则在它的精度范围之内。在对电能量进行测量的时候，也要对电网电流和电压进行测量，然后用互感器将其转换成弱电信号以后，再输入电能表。所以测量结果是否准确直接受用互感器的影响。如果用互感器在测量中存在非 线性的特征，那么当畸变信号通过互感器的时候，各次谐波的成分的转换比例就会不一样，这就导致被测信号发生变形，不能进行准确测量。
3 电力系统谐波对电力计量合理性的
影响普通的电能表计量的电能是各次谐波电能和基波电能的总和，但是各次谐波电能可能会根据负荷的情况产生不同的方向。电力系统更希望用基波电流，使电网的电压也成为基波电压，从而可以为线性负荷的用户降低影响。现在大部分用户也认为测量基波电能较为合理。但是在现阶段，很多用户都是非线性的负荷，例如逆变器、整流器、冶金等的负荷，这些谐波电流是流向电网的。电力系统谐波对电力计量合理性的影响表现在 ：首先，当系统的电源表现为正弦波的时候，线性负荷的电流和电压的信号也都表现为正弦波，只是消耗基波的有功功率 ；第二，当非线性负荷的电流 产生畸变的时候，电压表现为正弦波，又因为只有同样频率的电流和电压的积分才不等于零，因此电路消耗的有功功率就只是同样频率的电流和电压的积分，那么这个电路也就只消耗基波的有功功率 ；第三，当非线性负荷的电流和电压都发生畸变的时候，在消耗基波的有功功率的同时，也消耗了谐波的有功功率 ；第四，当系统的电压是正弦波的时候，线性负荷的电流和电压没有发生畸变，就仅仅消耗基波 的有功功率，但是非线性负荷既向系统注入谐波的有功功率，也吸收基波的有功功 率。
4 结束语
本文通过对电力系统的谐波产生原因的分析，研究了在电力系统中，经常会用到的电子式电能表和感应式电能表在 测量谐波时对电力计量的影响，得知不同的电力谐波会对电力计量的准确度产生不同的影响，所以只有分别计量负荷消耗的谐波电能与基波电能才是最合适的计量方式。
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