
〖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,不同种类和型式节能灯的主要谐波电流的相位也有所分散。主要的节能灯有荧光灯、高压气体放电灯和调光白炽灯等。
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。