Влияние гармоник на измерение мощности и энергии

Измерительные приборы калибруются при чисто синусоидаль­ном токе и напряжении, поэтому при их использовании для изме­рения мощности при искаженных токах и напряжениях они могут давать погрешности сверх нормированных.

Значение и направление гармонических искажений (вторич­ной мощности) важны для коммерческих расчетов за электро­энергию, так как знак погрешности определяется направлением вторичной мощности. Исследования показали, что погрешности измерений, вызванной высшими гармониками, варьируется в ши­роких пределах и возможны как положительные, так и отрица­тельные погрешности.

Наиболее распространенным прибором для измерения энергии является индукционный счетчик электромагнитной системы, вра­щающие и тормозящие магнитные потоки которой действуют на ротор счетчика, создавая результирующий момент вращения. В счетчике предусмотрены специальные элементы, создающие вто­ричные потоки и позволяющие увеличить точность измерения и скомпенсировать момент трения регистрирующего механизма. Эти элементы, создающие первичный и вторичный моменты, обычно нелинейны по отношению как к амплитуде, так и к часто­те. Нелинейные элементы включают в себя токовые и напряженческие части, перегрузочные магнитные шунты и частотно-чув­ствительные элементы, такие, как диск, квадратурный и анти­фрикционный контуры.

Восприимчивость счетчика к частотам, находящимся за пределами расчетных параметров, невелика.

Исследования показали, что обычно индукционные счетчики завышают мощность, потребляемую преобразователями, на не­сколько процентов (были отмечены случаи до 6 %) в основном вследствие слабого демпфирования в интервалы отсутствия тока. Такие потребители оказываются автоматически наказанными за внесение искажений в сеть, поэтому в их собственных интересах установка соответствующих средств для подавления гармо­ник. Повышенные показания счетчиков хорошо компенсируют добавочные потери мощности в сети энергосистемы, вызываемые гармониками.

Количественных данных о влиянии гармоник на точность измерения максимума нагрузки нет, однако предположительно оно такое же, как и на точность измерения энергии. Точное изме­рение энергии независимо от формы кривых тока и напряжения обеспечивается электронными счетчиками, имеющими более вы­сокую стоимость.

Гармоники оказывают воздействие и на точность измерения реактивной мощности, которая точно определена лишь для случая синусоидальных токов и напряжений, и на точность измерения коэффициента мощности.

Редко упоминается влияние гармоник на точность поверки и калибровки приборов в лабораториях, хотя эта сторона вопроса также важна.