用基波電能表消除電網(wǎng)諧波所引起的電量正誤差

1、用基波電能表消除電網(wǎng)諧波所引起的電量正誤差1 現(xiàn)狀與問題電能是原油生產(chǎn)的主要能源， 于是電費就很自然地成為采油 廠生產(chǎn)成本的重中之重， 但是電費的考核結(jié)算又依賴于電能的準(zhǔn) 確計量， 沒有準(zhǔn)確的計量就沒有令人可信的依據(jù)， 供用電雙方就 會發(fā)生許多糾紛和扯皮事件， 目前我們的礦區(qū)供用電某些計量點 就面臨這樣的情況， 個別計量點有時問題還相當(dāng)嚴(yán)重， 供用電雙 方都宣稱自己的電能表經(jīng)過計量檢定部門檢定并具有計量檢定 證書。事實上也確實如此。 那么供用電雙方各以自己經(jīng)過檢定的 電能表的計數(shù)為依據(jù)而結(jié)果為什么會相去甚遠呢？其根本原因 就在于電能表檢定時的實驗室標(biāo)準(zhǔn)檢定條件與電能表工作時的 現(xiàn)場條件相差很大

2、。 標(biāo)準(zhǔn)檢定條件下， 電源與負載之間只流動著 純工頻的電壓和電流， 它不含任何其它頻率的高次諧波。 而現(xiàn)場 條件下，電網(wǎng)上除了包含有工頻基波外還包含有大量的高次諧 波。從電能計量角度來看， 正是這些大量的高次諧波在電網(wǎng)上的 存在，使電能表的實際工作環(huán)境嚴(yán)重偏離了送檢時電能表的檢定 室標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境， 從而使電能表的現(xiàn)場計量產(chǎn)生很大偏差。 實踐 證明高次諧波對電能表的影響總是使電能表產(chǎn)生正誤差， 正誤差 最高時可達 20% 。這樣一來，電能表的計量結(jié)果就有利于供電 公司而不利于采油廠，使采油廠遭受很大的經(jīng)濟損失。為解決這一難題， 我們提出合理化建議： 用基波電能表消除 電網(wǎng)諧波所引起的電量正誤差。

3、因為基波電能表只計量基波電 能，而不計量各種高次諧波電能， 因此基波電能表得到是正確的 電能計量結(jié)果。 在供用電雙方爭議較大的計量地點安裝基波電能 表，能夠較好地維護采油廠的經(jīng)濟利益。2 解決問題的思路2.1 高次諧波影響普通電能表的理論分析 采油廠的用電負載基本上都是電動機， 電動機所做的功只和 它從電網(wǎng)得到的基波電能成正比， 電網(wǎng)上的高次諧波并不能使電 動機多做功， 相反高次諧波對電動機來說不僅無益而且有害。 從 電能計量角度來說， 普通電能表無論是機械式還是電子式都無法 排除高次諧波的影響，因此其現(xiàn)場計量精度要遠小于其標(biāo)稱精 度。查閱相關(guān)資料，根據(jù)吳竟昌主編的供電系統(tǒng)諧波一書所 提供的計

4、量權(quán)威部門的實驗結(jié)果： “諧波功率在轉(zhuǎn)盤式電能表圓 盤上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩小于等值基波功率產(chǎn)生的圓盤轉(zhuǎn)矩， 諧波次數(shù)越 高轉(zhuǎn)矩越小。 若用功率相同情況下各次諧波轉(zhuǎn)矩與基波轉(zhuǎn)矩的比 來表示，則典型數(shù)據(jù)如下：k3=0.6 （三次諧波的轉(zhuǎn)矩等價系數(shù)）， k5=0.4 ， k7=0.28 “（注：更高次的奇次諧波其幅度本身已很小， 再加上其轉(zhuǎn)矩等價系數(shù)也很小，所以可忽略其影響）。而普通電 子式電能表對諧波功率的響應(yīng)是和對基波功率的響應(yīng)相同的 （即 kh=k1=1）。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為電子式電能表在輸入波形畸變的電壓 和電流時仍舊計量最精確， 但事實卻并非如此， 普通電子式電能 表把有害的諧波和有益的基波等量齊觀，

5、因而在電網(wǎng)上有高次諧 波存在時，它的計量誤差要大于感應(yīng)式電能表。 由以上數(shù)據(jù)我們可以看出： 高次諧波對普通電能表的影響是 顯著的，它會使普通電能表的計量數(shù)值明顯地大于實際所用電 量。 2.2 高次諧波影響普通電能表的實驗室驗證 利用技術(shù)監(jiān)督中心儀器儀表校準(zhǔn)站的電能表校驗臺在兩種 情況下對普通電能表的計量結(jié)果進行比對。 一種情況是讓電能表 校驗臺提供純工頻電源， 另一種情況是除了讓電能表校驗臺提供 純工頻電源外還附帶提供幅值為基波幅值三分之一倍的三次諧 波信號。 比對結(jié)果表明最嚴(yán)重的情況下， 高次諧波對普通電能表 的影響可達到 20%的正誤差2.3 實施方案 由上述理論分析和實驗驗證我們知道：

6、由于油田電網(wǎng)上存在 著大量的高次諧波， 從而使普通電能表 （無論是機械式還是電子 式）所計量數(shù)值明顯地大于實際所用電量， 給采油廠帶來很大的 經(jīng)濟損失。 要解決這一問題， 所使用的計量裝置必須要做到只計 量基波電能， 而不計量各種高次諧波電能。 基波電能表正好具備 這樣的功能， 基波電能表是專為解決現(xiàn)場高次諧波影響而設(shè)計的 電能表，它只計量基波電能，而不計量各種高次諧波電能，因此 基波電能表能得到正確的電能計量結(jié)果。 在供用電雙方爭議較大 的計量地點安裝基波電能表，能夠較好地維護采油廠的經(jīng)濟利3 現(xiàn)場應(yīng)用與效果分析現(xiàn)場試驗安裝基波電能表地點的選取， 以供用電雙方爭議較 大的計量地點作為首選，經(jīng)

7、篩選，我們發(fā)現(xiàn)某注水站1#泵的實際注水量與變電所對 1#泵的用電量計量存在明顯差異。經(jīng)供電 公司同意，我們在變電所對注水站1#泵進行電能計量的普通電子式電能表的旁邊， 加裝一塊基波電能表， 用普通電子式電能表 與基波電能表同時對 1#泵進行電能計量， 以進行現(xiàn)場比對。 經(jīng) 6 個月的現(xiàn)場比對，普通電子式電能表對1#泵所計量的用電量為：567.00 萬度，而基波電能表對 1#泵所計量的用電量為： 504.63 萬度，由此可知基波電能表對 1#泵所計量的用電量比普通電子 式電能表對 1#泵所計量的用電量減少了 62.37 萬度。經(jīng)濟效益及社會效益：（1）經(jīng)濟效益：工業(yè)電價按 0.596 元計算，一塊基波電能表的單價為 6800 元；經(jīng)濟