鄧國學(xué)

(國網(wǎng)寧夏電力有限公司石嘴山供電公司，石嘴山 753000)

0 引 言

我國在電力計量的理念上不斷創(chuàng)新，認(rèn)為該項工作是最基礎(chǔ)、最重要的組成部分，一定要對電力計量的效率、質(zhì)量不斷的優(yōu)化，確保在電力諧波的影響力方面降到最低。但是，隨著電力計量的設(shè)備設(shè)施不斷更新，電力諧波也會發(fā)生相應(yīng)的變化，按照單一的措施、單一的方法并不能得到卓越的成績，因此在預(yù)防的工作上需要進(jìn)一步的改善。

1 諧波的概念

電力系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化方面正不斷的朝著理想化的系統(tǒng)來打造，理想條件下的電力系統(tǒng)運(yùn)行，電壓和電流的波形都要表現(xiàn)出工頻正弦波形。但是在實際的電力系統(tǒng)塑造過程中，非線性負(fù)荷的影響是比較大的，電網(wǎng)當(dāng)中的電壓、電流波形都會因此發(fā)生轉(zhuǎn)變，造成偏離正弦的情況發(fā)生了較大的畸變問題。畸變類型的波形出現(xiàn)，可以通過一系列不同品類的正弦函數(shù)的和來表示。諧波就是非基波頻率的各次波。諧波的出現(xiàn)主要是電弧焊、電焊機(jī)、化工等設(shè)備產(chǎn)生的，也有一些諧波是通過非用電設(shè)備所產(chǎn)生的。所有能夠產(chǎn)生諧波的設(shè)備、系統(tǒng)都被稱之為諧波源。

2 諧波對電力計量的危害

2.1 對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響

諧波的出現(xiàn)基本上是必然的情況，但是諧波的大小變化會對具體的影響產(chǎn)生較大的變化。諧波的電流如果是流過了發(fā)電機(jī)，則會在發(fā)電機(jī)端造成諧波壓降的問題，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端的電壓波形表現(xiàn)出較為嚴(yán)重的畸變問題。諧波電流的影響范圍非常大，針對電子繞組的損耗增加，對轉(zhuǎn)子回路的損耗也會大幅度的提升。諧波對旋轉(zhuǎn)電機(jī)造成的各類影響當(dāng)中，還會因為各類設(shè)備的頻率表現(xiàn)出大幅度的升高現(xiàn)象，最終造成磁滯的損耗增加、渦流的損耗增加。諧波長期的影響下，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子表層的流動受到很大的影響，對于轉(zhuǎn)子套箍、槽楔表現(xiàn)出嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)電機(jī)在電力計量設(shè)備中是比較基礎(chǔ)的組成部分，長期表現(xiàn)出發(fā)熱的問題后會造成較為嚴(yán)重的燒毀現(xiàn)象，屆時對于電力計量的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生非常大的破壞。

2.2 諧波對變壓器的影響

變壓器的運(yùn)行過程中需要高度關(guān)注，所有的電力計量設(shè)備都與變壓器存在密切的關(guān)系，想要在工作效率、工作質(zhì)量上進(jìn)一步提升，必須充分掌握好變壓器的具體情況。諧波電壓的發(fā)生會導(dǎo)致變壓器的磁滯損耗大幅度的提升，在渦流的損耗上也不斷的增加，導(dǎo)致絕緣材料承受的電氣應(yīng)力高于正常的狀態(tài)。諧波電流的出現(xiàn)是另一種非常嚴(yán)重的安全隱患，它會直接造成變壓器的銅耗表現(xiàn)出持續(xù)性的增長狀態(tài)，而且直接造成鐵芯產(chǎn)生的附加振動不斷的變大，造成的附加噪音問題是非常嚴(yán)重的，對于附加的相關(guān)損耗問題也不斷的加重。諧波針對變壓器造成的影響不容忽視，如果變壓器存在嚴(yán)重的安全事故、運(yùn)行故障，必定導(dǎo)致電力計量裝置不夠準(zhǔn)確，同時在各類數(shù)據(jù)、信息的統(tǒng)計過程中沒有辦法得到準(zhǔn)確的結(jié)果。針對供給不對稱負(fù)荷的變壓器，如果在負(fù)荷的電流當(dāng)中表現(xiàn)出直流分量的現(xiàn)象，則會直接促使變壓器磁路的飽和度出現(xiàn)突然性的大幅度提升問題，導(dǎo)致交流勵磁電流諧波的分量也會因此而不斷的提升，這對于變壓器造成的破壞是非常嚴(yán)重的，根本無法在短期內(nèi)得到快速的解決，因而電力計量裝置也會出現(xiàn)較多的隱患。

2.3 諧波對電能表的影響

電能計量儀器的運(yùn)用方面，感應(yīng)式電能表的應(yīng)用是非常普遍的，同時在電能的計量準(zhǔn)確度提升具有很好的效果。但是，該類型電能表對于諧波功率的應(yīng)對并不理想，感應(yīng)式電能表針對諧波頻率有負(fù)的頻率誤差特性，非線性的符合是諧波的源頭之一，當(dāng)諧波問題發(fā)生以后，通過正弦電壓供給非線性負(fù)荷的過程中，感應(yīng)式電能表針對諧波消耗的功率計量表現(xiàn)出嚴(yán)重不足的狀態(tài)。諧波源的影響也是非常大的，諧波源的影響過程中，電能表記錄的內(nèi)容主要是基波電能扣除的一小部分的諧波電能。最終的結(jié)果就是諧波源造成的電網(wǎng)污染非常嚴(yán)重，但是反而導(dǎo)致用戶在電費(fèi)的數(shù)量上出現(xiàn)了較少繳納的現(xiàn)象。諧波對電能表造成的影響非常大，最主要的問題就是導(dǎo)致電能表的計量數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，很多數(shù)據(jù)和信息的應(yīng)用都不符合實際情況，如果此時繼續(xù)任由諧波源的影響，將很有可能導(dǎo)致國家電力資源的損耗不斷增加，沒有繳納應(yīng)有的電費(fèi)時，必定會造成電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，為后續(xù)的維護(hù)和更新過程中也會由此產(chǎn)生非常多的隱患和經(jīng)濟(jì)損失，這些都是難以估量的。

3 電力諧波的防范措施

3.1 加強(qiáng)現(xiàn)有諧波源的管理

電力計量工作的開展過程中受到電力諧波的影響非常大，想要在長期的防范效果上進(jìn)一步提升，必須在現(xiàn)有諧波源的管理力度上不斷加強(qiáng)，這樣才能促使各方面的工作開展得到較多的保障，在隱藏問題的解決過程中取得更好的成績。諧波源的管理過程中，可以建立健全諧波源的技術(shù)檔案信息，尤其是針對諧波源的容量、諧波源的參數(shù)、諧波源的形式等等，這些數(shù)據(jù)和信息的記錄能夠在諧波的防范過程中取得更好的指導(dǎo)效果。有關(guān)電容器的參數(shù)、濾波器的參數(shù)也要詳細(xì)的記錄，在諧波設(shè)計的計算值、實際測量數(shù)值方面進(jìn)行充分的掌握。諧波源的管理難度并不低，而且涉及到的數(shù)據(jù)和信息也非常的雜亂，這就要求電力企業(yè)在計量的長期管控上采取科學(xué)的思路來改善。

3.2 加強(qiáng)客戶標(biāo)準(zhǔn)治理

諧波源的出現(xiàn)并不是偶然的現(xiàn)象，而且諧波源的數(shù)量和類型非常多，想要在具體的治理效果上得到更好的創(chuàng)新，必須按照“誰干擾、誰污染、誰治理”的原則來完成，堅持在客戶標(biāo)準(zhǔn)治理體系上不斷的優(yōu)化。諧波源產(chǎn)生的諧波電流，或者是公共連接點(diǎn)的諧波電壓超出了規(guī)定的數(shù)值以后，就需要結(jié)合地方的實際情況來治理和調(diào)整，必須給出治理的明確期限，否則在供電企業(yè)的管理過程中采用“中止供電”的方法來強(qiáng)硬的控制，避免造成電力計量的問題繼續(xù)擴(kuò)大，要堅持在諧波源的綜合治理手段上進(jìn)一步的提升。

3.3 加強(qiáng)新設(shè)備的運(yùn)用

關(guān)于電力諧波的預(yù)防和整治措施還要在新設(shè)備的運(yùn)用力度上做出更好的提升，在細(xì)節(jié)工作上不斷的創(chuàng)新。把好投運(yùn)關(guān)，對具有諧波源的客戶在申請用電時，根據(jù)諧波源和系統(tǒng)公用電網(wǎng)參數(shù)，進(jìn)行諧波預(yù)測計算，對于超出允許值的客戶，需采取限制諧波的措施，與用電設(shè)備同時投運(yùn)，也就是說，對客戶工程同時設(shè)計、同時施工、同時接入電網(wǎng)。新設(shè)備投運(yùn)后，進(jìn)行諧波實測復(fù)核，合格者才允許接網(wǎng)運(yùn)行。

4 結(jié)束語

電力計量工作的實施過程中會受到諧波的影響，但是不同區(qū)域的諧波表現(xiàn)存在很大的不同，所以無論是防治措施還是具體的整治手段，都要對諧波源的表現(xiàn)以及諧波具體產(chǎn)生的影響范圍做出更好的優(yōu)化，這樣能夠在電力計量的可靠性、可行性方面取得更好的改善。電力諧波在近幾年的產(chǎn)生數(shù)量上不斷的增加，諧波電壓、諧波電源的影響都沒有辦法快速的消除，導(dǎo)致地方電力計量的嚴(yán)重?fù)p失。未來，針對諧波治理的技術(shù)、治理的設(shè)備要進(jìn)一步的革新，結(jié)合客觀情況的動態(tài)變化來做出科學(xué)的解決，實現(xiàn)電力計量的科學(xué)水平提升。