低压生活用电中的谐波源

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APF在0.4KV低压配电系统中的应用

APF在0.4KV低压配电系统中的应用

ANAPF有源滤波装置在0.4KV中小型企业配电系统中的应用刘丹玲安科瑞电气股份有限公司嘉定2018011引言随着电力电子技术的不断成熟,,节能灯、计算机、复印机等非线性设备被越来越广泛的应用于住宅和办公建筑中,低压配电系统中谐波污染日趋严重,而供电企业和用户对电能质量的要求却越来越高,谐波问题已经引起了越来越多人的注意。

有效的治理谐波,将其控制在允许的范围内,成为电力工作者必须要考虑的问题。

2低压配电系统中主要的谐波污染源当正弦波电压施加在非线性负载上,电流就变成了非正弦波,非正弦波电流在电网阻抗上产生压降,会使电压波形也变为非正弦波。

对非正弦波作傅立叶级数分解,其中频率与工频相同的分量称为基波,频率大于工频的分量称为谐波。

如今广泛使用的负载大部分是非线性的,如整流器、变频器、电弧炉、焊接设备、UPS、电梯、空调、节能灯(荧光灯)、复印机等等,这些非线性负载会产生大量的谐波电流并注入到电网中,使电网电压产生畸变,这种谐波污染会对电网和用户产生严重的危害。

3谐波对低压配电系统的危害增加输电线损耗,缩短输电线寿命;增加变压器铜耗和铁耗,降低变压器的出力;引起配电装置的误动或拒动,导致停电事故;影响电动机效率和正常运行,产生震动和噪音,缩短电动机寿命;引起谐波放大或谐振问题;使电力系统各种测量仪表产生误差;干扰通讯系统,损坏敏感设备;导致中性线上出现大电流而引发系统故障。

4低压配电网的谐波治理措施低压配电网的谐波治理措施主要有两个:一是主动措施,即从谐波源本身出发,使其不产生谐波或降低其输出的谐波的含量;二是被动措施,即通过安装电力滤波器,滤掉谐波源产生的谐波,或者阻碍电力系统的谐波流入用户电网。

主动措施包括多脉冲整流技术、脉宽调制技术(PWM)、矩阵变换器、四象限变流器等。

采用主动措施可以有效限制谐波的产生,但由于非线性负载的多样性,通过主动措施完全消除谐波电流是不可能的。

被动措施主要有PPF以及近几年来兴起的APF。

建筑配电系统谐波的产生与治理

建筑配电系统谐波的产生与治理

建筑配电系统谐波的产生与治理随着社会现代化的快速发展,越來越多的非线性用电设备被大量的在医院内使用。

非线性元器件造成波形畸变给低压供电网带来了大量的谐波污染。

国家已经制定节能中长期专项规划,提出电力需求侧管理、节能降耗、增加能源效率等重要措施。

因此对民用建筑物的配电系统谐波治理,势在必行。

标签:民用建筑;配电系统;谐波产生;治理一、建筑配电系统典型的谐波源1.1变频设备为了节约能源,大部分建筑均采用变频风机、变频调速电梯等变频设备。

变频器属于换流设备,是非常重要的谐波源,其总谐波电流畸变率达33%以上,变频设备一般为6脉波整流设备,所以会产生大量5、7次的谐波电流及少量的其他次数的谐波电流。

1.2非线性照明用电目前,民用建筑中的照明设备几乎都是谐波源,目前大量使用的而且使用的带电子整流器荧光灯具和LED灯,此类灯具均会引起严重的谐波电流,其中3次谐波为最高,当多个荧光灯接成三相四线负载时,中线上就会流过很大的3次谐波电流。

1.3计算机随着高新技术的逐渐普及,计算机的使用已经非常普遍,特别是大型的办公建筑中。

计算机的使用在企业中是必不可少的,其造成的谐波电流畸变率也很高。

同时,计算机的辅助工作设备也逐渐地出现与使用,都对电流的谐波造成严重的影响。

1.4电子医疗精密设备大型医院内的大型电子医疗设备一般为开关电源供电,开关电源设备会产生3、5、7、9次等谐波注入电网。

其他谐波源还有:各类显示设备、通讯设备、电冰箱等。

二、谐波的危害2.1 对电缆的影响由于趋肤效应,当频率较高的谐波电流流过导体时,导体的有效截面积小于导体的实际截面积,而截面积小,意味着有更大的电阻,也就意味着会产生更大的热量。

当频率较高的谐波电流流过导体时,导体呈现的电阻比基波电流要大,因此同样幅度的谐波电流比基波电流产生更大的热量,导体过热会导致电缆早期老化、甚至诱发火灾。

2.2对变压器的影响谐波电流流过变压器时,会导致变压器发出额外的热量,使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象,导致变压器的实际容量降低。

电力系统谐波的基本特性和测量,配网中的谐波源

电力系统谐波的基本特性和测量,配网中的谐波源

电力系统谐波的基本特性和测量谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍数。

理论上看,非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。

非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系,这类负荷的电流不是正弦波,且引起电压波形畸变。

周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后,那些大于基频的分量被称作谐波。

非线性负荷除了产生基频整次谐波外,还可能产生低于基频的次谐波,或高于基波的非整数倍谐波。

电力系统中出现系统短路、开路等事故,而导致系统进入暂态过程引起的谐波,将不归属谐波治理的范畴。

要治理谐波改善供电品质,需要了解谐波类型。

谐波按其性质和波动的快慢可分成四类:准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。

因其多样性和随机性,在实际工作中,要精确评估谐波量值非常困难,所以在IEC 6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定,推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。

兼顾数理统计和数据压缩的需要,标准对测量时段以及通过测量值计算谐波值提出了建议。

国标GB/T 14549-1993采用观察期3s有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。

为简便实用,将实测值按由大到小的方式排序,在舍去前5%个大值后剩余的最大值,近似作为95%的概率值。

实际工作中,通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。

一般来说,将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点,测量该点的电压和注入公共电网的电流后,通过对电压和电流的分析,取得谐波测量资料。

相对单点的谐波测量而言,从区域或整个电网角度来看,谐波源的定位和确定谐波模型进而分析它是一个相对复杂的过程。

谐波源定位,一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。

而谐波模型分析的方法一般有三种:非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。

三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理,只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。

配网中的谐波源严格意义上讲,电力网络的每个环节,包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波,其中产生谐波最多位于用电环节上。

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波产生的根本原因及治理对策

谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备,如:变压器、电抗器等;(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备,如:气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等;(3)以电力电子元件为基础的开关电源设备,如:各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置,大容量的电力晶闸管可控开关设备等,它们大量的用于化工、电气铁道,冶金,矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,也就是说,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真在电力系统中对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流,以便把谐波电压控制在限定值之内,抑制谐波电流主要有四方面的措施: 1)降低谐波源的谐波含量。

也就是在谐波源上采取措施,最大限度地避免谐波的产生。

这种方法比较积极,能够提高电网质量,可大大节省因消除谐波影响而支出的费用。

2)采取脉宽调制(PWM)法。

采用脉宽调制(PWM)技术,在所需要的频率周期内,将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲,这种方法可以大大抑制谐波的产生。

3)在谐波源处吸收谐波电流。

这类方法是对已有的谐波进行有效抑制的方法,这是目前电力系统使用最广泛的抑制谐波方法。

4)改善供电系统及环境。

对于供电系统来说,谐波的产生不可避免,但通过加大供电系统短路容量、提高供电系统的电压等级、加大供电设备的容量、尽可能保持三相负载平衡等措施都可以提高电网抗谐波的能力。

选择合理的供电电压并尽可能保持三相电压平衡,可以有效地减小谐波对电网的影响。

谐波源由较大容量的供电点或高一级电压的电网供电,承受谐波的能力将会增大。

简述低压系统谐波治理方案及其解决方法

简述低压系统谐波治理方案及其解决方法

简述低压系统谐波治理方案及其解决方法随着工业自动化技术的不断提高,变频器的使用范围在逐步加大,随之变频器高次谐波带来的电磁干扰和污染问题也随之而来,尤其是在高精度仪表和微电子控制系统等应用中,谐波干扰问题尤为突出。

怎样处理好用电系统的谐波污染,特别是在对谐波污染要求高的场所尤为重要。

1谐波对用电系统的危害谐波主要是由于大容量整流或换流设备以及其他非线性负荷,导致电流波形畸变造成的。

随着经济发展,大量非线性负荷增加,特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步,在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种整流设备等与日俱增,使得电力系统波形严重畸变。

电力谐波的主要危害有:影响供电系统的稳定运行,供配电系统中的电力线路与电力变压器,一般采用电磁继电器或新式微机保护进行检测保护,在系统中这些属于敏感元件,继电器受到高次谐波的影响容易产生误动作,微机保护由于采用了整流采样电路,也极易受到谐波的影响导致误动或拒动,这样谐波严重威胁供电系统的稳定与安全运行。

使电气设备过热、产生振动和噪声,使绝缘老化,寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。

谐波还会引起电力系统局部发生并联谐振或串联谐振,使谐波含量被放大,致使电容器等设备烧毁。

在三相四线制系统中,零线会由于流过大量的3次及其倍数次谐波电流造成零线过热,甚至引发火灾。

谐波会导致电气测量仪表计量不准确,通过电磁感应和传导耦合等方式对邻近的电子设备和通信系统产生干扰,降低信号的传输质量,破坏信号的正常传递,甚至损坏通信设备。

电力线路上流过的3、5、7、11、13等幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合,在邻近电力线的通信线路中产生低频干扰电压,干扰通信系统的工作,影响通信线路通话的清晰度。

另外高压直流(HVDC)换流站换相过程中产生的电磁噪声(3~10kHz)会干扰电力载波通信的正常工作,并使利用载波工作的闭锁和继电保护装置动作失误,影响电网运行的安全。

随着高科技产业的发展,电力用户对供电的质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命都与之息息相关。

变频器负载低压配电系统谐波治理方案

变频器负载低压配电系统谐波治理方案

变频器负载低压配电系统谐波治理方案谐波治理方案变频器负载低压配电系统1系统概述 (1)2测试与设计依据标准 (1)3配电系统测试 (2)3.1谐波基础知识 .......................................................... 错误!未定义书签。

3.1.1关键词语的基本概念 ................................................ 错误!未定义书签。

3.1.2谐波的产生和危害 .................................................. 错误!未定义书签。

3.1.3谐波含量的国标要求 (2)3.1.4配电系统测量 (3)3.1.5测量仪器 (5)3.1.6测量内容 (5)3.1.7被测供电系统简介及说明 (5)3.2测试数据报告 (4)3.2.12#变压器二次侧测试数据图表 (4)3.2.23#变压器二次侧测试数据图表 (6)3.2.34#变压器二次侧测试数据图表 (7)4、谐波治理方案分析设计 (12)4.1谐波治理方案设计 (15)4.2安装方案 (15)4.3APF供货清单 (16)5有源电力滤波器介绍 (17)5.1有源电力滤波器的基本原理 (17)5.2电气设计 (18)5.3控制系统 (18)5.4简单易操作的人机交互系统 (19)5.5外形尺寸及产品图片预览 (19)6治理效果评估及系统可靠性评估 (20)6.1治理效果评估 (20)6.1.1先进的技术保证 (20)6.1.2治理效果 (20)6.2系统可靠性评估 (18)6.2.1完备的系统检测及软硬件保护单元 (18)6.2.2可靠的硬件系统设计 (18)6.2.3成功的工业现场应用案例 (19)7APF技术指标 (19)8出厂试验 (19)9质量责任承诺 (21)9.1质量保证 (21)9.2售后服务 (22)系统概述河北某塑编制品有限公司始建于1998年,是一家专业生产塑料编制袋的企业,公司位于邢台市隆尧县工业园区,拥有国内最先进的真空拉丝机、涂膜机、圆织机等150多台套,可年产成品袋2亿条,产品主要远销河北、山东、天津、北京等地,深受用户好评。

电力系统中的谐波及其抑制措施

电力系统中的谐波及其抑制措施供电公司吕向阳【摘要】在电能质量多种指标中,受干扰性负荷影响,谐波是最为普遍的。

该文介绍了电力系统中的主要谐波源、谐波的危害及抑制措施。

关键词谐波抑制措施一、概述在理想的情况下,优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。

但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形,即产生谐波。

我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率为基波频率(在我国取工业用电频率50HZ为基波频率)整数倍的正弦分量,又称为高次谐波。

在供电系统中,产生谐波的根本原因是由于给具有非线形阻抗的电气设备(又称为非线形负荷)供电的结果。

这些非线形负荷在工作时向电源反馈高次谐波,导致供电系统的电压、电流波形畸变,使电能质量变坏。

因此,谐波是电能质量的重要指标之一。

供电系统中的谐波问题已引起各界的广泛关注,为保证供电系统中所有的电气、电子设备能在电磁兼容意义的基础上进行正常、和谐的工作,必须采取有力的措施,抑制并防止电网中因谐波危害所造成的严重后果。

二、谐波源谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。

在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。

在发电环节,当对发电机的结构和接线采取一些措施后,可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。

谐波的产生主要是来自下列具有非线形特性的电气设备:(1)具有铁磁饱和特性的铁心设备,如:变压器、电抗器:(2)以具有强烈非线形特性的电弧现象的设备,如:气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等;(3)以电力电子元件为基础的电源设备,如:各种电力交流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置,大容量的电力晶闸管可控开关设备等,它们大量的用在化工、电气化铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。

以上这些非线形电气设备(或称之为非线形负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流,也就是说,即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压,但由于它们具有其电流不随电压同步变化的非线形的电压—电流特性,使得流过电网的电流是非正弦波形的,这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成,即产生了谐波,使电网电压严重失真,此外电网还须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。

供电系统中的主要谐波源

非线性电子设备在供电系统中的主要谐波源随着现代化工业技术的发展,电力系统中非线性负载不断大量增加。

各类非线性和交变性电子装置如变频器、UPS、整流器及各种开关电源等大规模应用,所产生的负面效应也日益明显。

电力电子装置的开关动作向电力系统中注入了大量的谐波分量,导致了交流电力系统中电压和电流波形的严重失真,从而代替了传统变压器、发电机等铁磁材料的非线性引起的谐波,成为最主要的谐波来源。

特别是这些设备投入运行的同时性和连续性特点,所以成为低压配电系统的主要的污染源。

图4-1是4种典型的产生电流谐波的设备和输入电流波形。

由于这些设备的电源输入端大都采用了非线性器件和非线性电路,所以在输入电压为正弦波的情况下,输入电流都发生了严重的失真。

表4-1给出了计算机设备、办公设备、照明、通信设备、供电设备(UPS)等7类设备电流谐波成分的典型数据和波形。

电力品质的下降严重地影响了输配电设备的安全运转,谐波抑制已是电力品质的核心问题之一,也是现代电力生产发展的迫切要求。

所有周期性复杂波形都可以被认为是基波与一系列谐波成分的叠加。

谐波是基波频率(市电频率)的所有倍频。

值得注意的是,这里讨论的是存在于系统中的周期性谐波,因为暂态现象和谐波是不同的。

在进行傅里叶级数变换时,要求被变换的波形必须是不变的周期性波形。

暂态现象在实际供电系统中总是不断发生的,也会对系统和用户带来不利的影响,当然,在采用现代谐波抑制技术时,对暂态现象的不利影响也是起作用的。

在UPS供电系统中,谐波源主要有两部分:●由UPS及其他供电设备产生的输入谐波电流;●由传统单相开关模式电源供电的负载产生的输入谐波电流。

图4-2是UPS系统中4种典型的功率电子设备类型及输入电流波形。

其中:●图4-2(a)是单相输入整流设备的输入电流波形,包括绝大部分IT设备和小功率(大多小于l0kVA)供电设备。

小功率供电设备主要用于小型IT系统,这些设备产生的电流谐波的影响面相对小或者还没有引起使用者的足够重视,而绝大部分单相输入的IT设备(小型计算机、服务器、存储设备等),既用在小型IT系统,诸如办公系统、自动控制系统、通信和交通基站、金融收费系统等,又用在大型网络数据中心,所以单相电源输入的IT设备是所有IT系统最主要的谐波干扰源。

低压配电系统中三次谐波的分析与有源电力滤波器解决方案

低压配电系统中三次谐波的分析与有源电力滤波器解决方案安科瑞王志彬2019.1【摘要】在非线性电气设备运行中时常会产生谐波电流,若没有得到有效的处理,会直接影响到低压配电系统的运行安全。

本文介绍了低压配电系统谐波电流的危害和现状,结合谐波特点分析了谐波电流对低压配电系统的影响,并提出一些有效的抑制措施。

针对已经投入使用的大型商业广场低压配电系统N线电流异常情况进行评估总结。

结合理论和实测数据分析产生异常的原因,以及带来的危害叙述,并给出解决问题的方法和建议方案。

【关键词】低压配电系统;谐波电流;电容器;抑制措施;三相不平衡;N线电流;三次谐波;有源滤波随着我国社会经济建设步伐的不断加快,科学技术水平得到进一步的提高,开关电源、整流器和变频器等非线性电气设备使用越来越频繁,对供电系统的电能质量要求有所提高。

在非线性电气设备运行过程中势必会产生谐波电流,这不仅影响到配电系统本身的正常运作,而且也会影响到其他电气设备的安全。

谐波电流导致电气设备异常和事故有逐年增长的趋势,已成为了低压配电系统的一大公害。

因此,如何降低谐波对配电系统的危害成为了技术人员急需解决的问题。

本文分析了谐波电流对低压配电系统的影响,寻找有效的抑制措施解决谐波危害,保证配电系统的正常运行。

1.谐波的危害理想的电网提供的电压应该是标准频率和规定的电压幅值。

谐波电流和谐波电压的出现使用电设备所处的环境恶化,对用电设备和通信系统带来了很大的危害,由谐波引起的设备故障不断发生。

2.工厂低压配电系统谐波的现状在工厂中强电、弱电多个系统并存,高压(35kV、6kV)、低压(380V、220V、24V)多种电压等级并存,交流、直流多种供电制并存,所以有效抑制谐波电流创造更好的电磁兼容环境,是保证生产流程正常运转的首要任务。

工厂内存在大量的非线性电气设备,归纳起来有以下几种。

2.1变配电室直流屏在工厂内有变配电室自用电的直流屏、6kV变电所操作系统的直流屏。

低压配电系统的谐波分析及其抑制方法 魏昭杰

低压配电系统的谐波分析及其抑制方法魏昭杰摘要:谐波严重危害电气系统的安全性与稳定性,还会增加额外的电能损耗,缩短设备电气寿命,对低压配电系统的电能质量造成严重污染,影响功率因数,就会导致配电系统的电压以及电流产生波形畸变,导致配电质量变差,因此为了保证电力质量,必须采取有效的措施做好低压配电系统谐波的抑制。

本文分析了低压配电系统谐波的危害,并阐述了抑制谐波的重要性以及抑制谐波的有效措施。

关键词:低压;配电系统;谐波;抑制随着我国经济的快速发展,低压配电系统也出现了飞跃发展,但是越来越多的非线性用电设备的使用在低压用户端,导致低压配电系统产生了大量的谐波污染,带来了很多的危害,因而必须加强谐波的抑制,提高设备的利用率,并且在降低运行成本的同时,保证其运行的可靠性。

一、谐波概述在供电系统提供的电能质量比较理想的情况下,通过负荷的交流电波形应该是标准的正弦波。

但是,由于大量的非线性负荷设备应用于电力系统中,实际的交流电波形往往会发生畸变,成为不规则波形。

测得的交流电波形就是一种非正弦的周期波。

利用电流的叠加原理,对一个非正弦的畸变电流波形作傅立叶变换,可分解为无穷多个正弦量相叠加的形式。

其中频率与工频相同的分量称为基波,还会得到一系列频率大于电力系统基波频率的正弦分量,这些频率较高分量称为谐波。

谐波的频率为基波频率的整数倍数,所以,谐波也常被称为高次谐波。

二、谐波的危害谐波对于配电系统以及配电系统所供电的用电设备都是十分有害的,谐波对配电系统的污染和影响,在很多方面与污水对水源的影响很相似,是对环境的一种污染。

谐波对配电系统产生影响,有些是表面的、直观的、短暂的,但更多的影响是潜在的、间接的、累积的。

后者所产生的影响,是一种不易察觉的危害,往往成为配电系统安全运行的重大隐患。

谐波污染及其影响和危害,主要表现在以下几个方面:1)电源波形畸变,导致电能质量降低。

2)谐波造成的损失:由于谐波是以发热的形式被用电设备消耗掉,所以,谐波会造成配电系统的功率因数降低,增加无功电能的损耗。

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低压生活用电中的谐波源
2005-7-15
作者:翁利民
〖摘要〗对低压生活配电网的非线性用电设备的谐波特性作了介绍和分析,随电力电子技术和人类生活水平的提高,这些谐波源的数量和比重在电网中将迅速增大,本文的目的是帮助人们增强对日常用电设备中谐波的认识,以利谐波抑制与治理技术的研究和深入。

〖关键词〗低压谐波源谐波含有率非线性负载
由低压电网供给电源的各种电器设备,在市政生活和企事业单位应用十分广泛,在这些家用电器中,有不少家用电器含有非线性元件,会产生谐波电流,主要有电视机、各种节能灯、电冰箱、洗衣机、微波炉、电磁炉、计算机、激光打印机、充电器、各种医疗和科研用的仪器和设备、调速驱动 例如空调用压缩机、高层建筑用的大型电梯 等,它们大都是用晶闸管、小功率的整流装置等电力电子元件,有的电器带小容量变压器。

其励磁电流所占比例较大,虽然其单个容量小 数十瓦到数千瓦 ,但数量较多且分布很广,它们产生的高次谐波也会对电力系统造成影响,加重电力网的谐波污染。

1.电视机
家用电器中对电网谐波影响最大的电器就是电视机群。

由于采用单相桥式整流电容平波电路,其整流元件要等到整流电压大于电容器的储能电压时才能导通。

故交流侧电流只有正弦波的波头部分。

其特征谐波全部为奇次谐波,而且谐波的峰值与基波峰值相重合。

同一相电压供电的多台电视机产生的谐波相位相同,而且同时间的使用率高,造成配电网谐波的增大。

彩色电视机的尖峰电流比黑白电视机的大,特别是3次、5次、7次及9次尤为严重。

2.非线性照明用电
最广泛采用的照明灯是白炽灯,但它效率低,电耗较大。

近些年来出现的各种节能灯,效率比白炽灯高许多。

但白炽灯是线性负荷,而节能灯几乎都是谐波源,在晚上,即是写拨高峰时段,但大多节能灯的谐波电流畸变率比电视机要低,不同种2.1荧光灯
各种荧光灯的谐波电流含有率相差很大。

以前用的是普通的长管荧光灯,现在愈来愈多的是紧凑型灯,其中又有各种亚型,其谐波特点有以下几点:
1 特征谐波电流全为奇次谐波。

线绕镇流器的电流含有率3次谐波较高,可达8~10%。

电子镇流器型脉冲式各齐次含有率15~18%,其中3次为70~80%,次数愈高,含有率愈低;高频时各谐波含有率低,一般为3~15%。

2 紧凑型灯中采用线绕镇流器的第三亚型装有并联电容器,以提高功率因数,降低电流和线损,但电容器起明显放大谐波的作用。

3 采用电子镇流器的第二亚型需经整流再逆变,产生出20~60HZ的电力经过高频变压器馈供给灯管,故除了3~19各齐次谐波电流外,尚有极高频率的谐波电流含量。

2.2高压气体放电灯
高压气体放电灯利用有一定压力的汞、钠、镝、铟和金属卤化物的蒸汽,放电时有负电阻特性,故串接非线性的镇流器、高压钠灯和汞灯用得较多。

高压气体放电灯主要用于街道、广场、露天矿等处的照明,其谐波特征是主要产生3、5、7次谐波,其量随灯具的容量而幅度增大。

2.3调光白炽灯
调光白炽灯或其它家用电器的电力调节电路是通过用可控硅切除正弦电流的一部分来调节负载电流的大小。

其特征谐波电流全部为奇次谐波,不同控制角α的谐波电流含量不同,一般地,α越大,谐波电流含量越大。

表1为一例。

3.家用电器
3.1空调机
随着经济发展和人民生活水平的提高,空调用电连年飚升。

由于空调机功率较大 每台600W到数千瓦 ,因此在许多城市中空调负荷将跃居市政用电的榜首。

因此,空调用电在性质上属于线性还是非线性,与未来城网背景谐波的涨幅密切相关,相关测试表明,空调机谐波电流大小依工作方式而变,只开风扇时,THDi%为6~9%,制冷时为20~27%,制热时为22~34%,谐波分布为2~17次,可见,无论是制冷还是制热,THDi都不小,而单台的各次谐波电流比电视机的还要大得多。

况且空调机
的工艺不断改进,变频空调应用已日益广泛,变频装置的谐波含量与分布更大,因此就配电网的谐波管理来讲,应对各型空调机的谐波量进行调查,并制订相关标准。

3.2电冰箱
家用电冰箱的功率和彩电差不多,其谐波电流含有率比彩电小得多,但电冰箱谐波参与夜晚出现的家电谐波高峰。

其谐波主要是3次、5次和7次,其中含有率3次为10~13%,5次为3~5%,7次为0.5~2%,7次以上小于0.8%。

3.3洗衣机
洗衣机的功率与电冰箱接近,谐波电流畸变率稍大。

但每天开机时间短,参与夜晚出现的家电谐波高峰的同时系数不大。

例如,洗衣机产生的谐波含有率3次21~40%,5次4.5~9%,7次3~6%,9次1~4%,13次以上很小。

4.计算机
随着信息时代的到来,家用计算机和企事业单位计算机应用已开始普及,一般计算机用电负荷和谐波电流主要是显示器 CRT的非线性用电,它和彩电十分相似,它的谐波特征如表2所示。

计算机整机运行和显示器单独运行相比,第3~11次谐波电流含有率稍减,而第13、15、17次谐波电流含有率稍增。

由于计算机的谐波含有率高,谐波电流相位和电视机的谐波电流重合,而且商场和家用计算机的普及,以及多班制工作的计算机房的计算机都要参与夜晚出现的家用谐波高峰。

所以计算机的谐波影响将迅速增大。

另外,各种打印机、复印机、游戏机的用电性质以及谐波含有率也与计算机相类似。

5.电池充电器等
电池充电器是对各种可充电电池充电的装置,其容量随充电时电池的容量和个数而定。

在我国小容量的充电器应用较为广泛,国外应用更为普通,容量较大的对蓄电池充电的充电器使用量也在增加。

随着今后电力汽车的使用,它可能成为产生谐波的一种主要的家用电器。

充电器的接线同单相普通整流回路,其电流通过分解可得各次齐次高次谐波。

作为供电系统的负载,还应计及变压器的励磁电流。

对于充电器来讲,励磁电流在负载电流中所占比例将远大于电力变压器的情况。

6.结束语
通过大量的分析和测试表明,除电视机、充电器、调光设备、计算机等以上介绍的几种日常低压电器外,凡带有相位控制电路或由简单的整流电源 特别是半波整流方式 供电的其它家用低压电气设备,如放电灯具、声频放大器、真空吸尘器、信息技术设备、便携式电动工具、微波炉等电炊具都是低压电网中不可忽视的谐波源。

对于这些电气设备,由于数量很多,不可能象对大容量谐波源那样逐个进行对电网谐波干扰的控制,只能通过制订设备的产品标准,控制其注入电网的谐波成分,防止其对电网及电网中其它电气设备的相互干扰。

参考文献
1 吴竞昌主编,《供电系统谐波》,中国电力出版社,1998年5月。

2 张直平主编,《城市电网谐波手册》,中国电力出版社,2001年2月。

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