谐波对继电保护和电力测量的影响分析二
电力测量仪表通常是按工频正弦波形设计的,当有谐波时,将会产生测量误差。仪表的原理和结构不同,所产生的误差也不相同。
事实上,在有谐波的情况下,如何测量功率和电能等和收费直接有关的电气量,这既是一个非常实际的问题,也是一个基础理论问题。这个问题和谐波标准密切相关,更为关键的是,它与存在谐波时功率的分类和定义直接相关。国际性学术组织电气及电子工程师协会(IEEE)曾城里了有关非正弦情况下计量仪表所受影响和功率定义的专门工作组(IEEE Working Group on Nonsinusoidal Situations:Effects on Meter Performance and Definitions of Power)。正如该工作组在1996年发表的工作报告中所指出的那样[17],数字采样测量技术的发展正在突破以前的各种技术限制,现在的关键问题是缺少功率分解和定义的统一。同一厂家制造的同一种仪表对同一电气量进行测量,按照不同的定义所得的结果有时竟相差20%~30%。这种情况反映了当前这一领域的主要矛盾。在有谐波时,如何建立科学的功率定义和理论,并适合于仪表测量和电能的管理及收费,且能为广大供电企业和电力用户普遍接受,还需要付出艰苦的努力。
交流电流表和电压表分别测量电压和电流的方均根值,功率表测量电压、电流瞬时值乘积在一个周期内的平均值。电压表的线圈电感量大,其产生的测量误差也比电流表大一些。无论是电磁型仪表还是电动型仪表,经过精心设计,采取合理的结构和必要的频率补偿措施,都可获得较好的频率特性,电压表、电流表和功率表均可用于2000Hz以下,甚至更高的频率范围。