牵引机车引起谐波对电能计量的影响
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摘 要 本文叙述了谐波的主要来源，分别分析了谐波下对电能表、互感器及计量方式的影响，探讨了计量谐波电能的几种运行方式和存在问题，提出加强电能质量管理的措施和计量装置选型建议。
【关键词】电网谐波 电能计量 运行方式 管理措
1 问题的提出
廊坊2009年投运大石庄电气化铁路牵引站，该牵引站会产生高次谐波和基波负序分量，呈非线性用电负荷，将导致供电系统中谐波电压和电流成分不断增加。由于现在的电能计量装置在结构设计上仅考虑了基波分量的作用，较少考虑高次谐波的影响，因此其测量误差将随着高次谐波含量的增加而增大，造成供电企业线损增加，而且还会给供电系统造成污染，对电力设备构成危害，为此有必要研究在谐波影响下的电能计量方式，以确保电能计量准确，保障电力营运企业的经营效益。
2 谐波的来源
随着化工、冶金、煤炭等行业以及家用电器中许多非线性负荷的日渐增多，特别是一些大功率变流设备和电弧炉等的大量应用，导致在电网中产生大量的高次谐波电流，进而引起电压波形发生畸变，不再是完全的正弦波。电网常见的谐波源主要有3类：
2.1 铁磁饱和型
主要是各种铁心设备，如变压器、电抗器等。其铁心饱和特性呈非线性。
2.2 电子开关型
主要是各种交直流换流设备（如整流器、逆变器等）、双向晶闸管及可控开关设备等。冶金、化工、电气化铁路等企业以及家庭用电中和电力系统直流输电中也会产生谐波。
2.3 电弧型
主要是各种炼钢炉。
下面以电气铁道机车牵引负荷所产生的谐波为例，浅析谐波对电能计量的影响。电铁牵引负荷是波动很大的大功率单相整流负荷，对于电力系统的供电具有以下特点：
（1）不对称性。在供电系统中产生负序分量。
（2）非线性。在供电系统中产生高次谐波。
（3）波动性。使供电系统电压波动。
（4）功率大，分布广。对供电系统影响严重。
3 牵引变电站资料
3.1 牵引机车
牵引机车分HX型牵引机车和韶山SS4型牵引机车。牵引机车采用晶闸管分段相控的主电路，当不同导通角时，其波形变化较大，它的谐波含量变化也较大。电气化铁路牵引机车的简要资料如表1所示。
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