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更新时间: 2023-01-08

电能是国民经济的重要支撑，推动了我国工农业的飞速发展。为保证提供足够的电力，现代电网中接入了许多非线性的大容量电力设备，这些设备的应用会在电网中产生电流或电压谐波污染，所产生的谐波不仅会影响电流或电压的稳定性，增大电能的损耗，还非常容易对电网中的设备造成损坏。应用于电能计量的相关装置在测量存在谐波的电网电路时，其精度也会受到谐波的影响，从而造成测量误差的增大。为降低或消除谐波对电能计量的影响，就必须对其性能以及作用原理进行分析，进而选取或使用适当的改进方式促使计量装置在对电能进行计量时保持较小的测量误差。

　　1 电力系统中的谐波概述

　　理想情况下电力系统中传输的是正弦交流电，当大量非线性设备或其他噪声被引入到电力系统中时，正弦交流电会产生畸变。这种畸变既包含由非线性负荷所造成的电流畸变，也包括由电流畸变所引起的电压畸变。

　　1.1 产生谐波的原因

　　实际应用的电力系统不是理想的系统，故在其中产生谐波是不可避免的，具体来说，产生谐波的原因主要集中在以下两个方面。

　　（1）电网内部设备所引起的谐波。在电力系统内部存在大量的非线性设备，电能通过这些非线性设备时必然会发生改变，进而出现谐波。若供电网络中的变压器出现过负荷情况，则变压器会因为磁通量的饱和而呈现出非线性状态，进而导致流经变压器两段的电流和电压失真，形成谐波。除了上述两种原因以外，发电所使用的三项发电机、电力传输过程中所使用的高压输电线等同样也会造成电流和电压的畸变，使供电网络中出现不同能级的谐波分量。

　　（2）负载端所引起的谐波。相较于供电网络而言，用户端能够导致电力系统中出现谐波的负载设备更多，影响更大，是主要谐波源。人们日常生活常用的计算机、电视机、微波炉等家电设备中均添加了整流器和开关稳压电源，以保证其正常工作或工作的稳定性。这些器件都属于非线性器件，在使用过程中会产生谐波，虽然这些家电的单台功率较小，但是其使用量非常大，会在电网中产生大量的谐波污染。其他生活或工业生产中所使用的变频设备或生产设备中同样会使用到非线性器件，这些器件不同程度的都会在电力系统中引入电压或电流谐波。特别是近几年来的工业设计中更多的选择设计电气设备运行在接近饱和状态，这就进一步加大了谐波对供电网络的影响。