由低壓電網(wǎng)供給電源的各種電器設(shè)備，在市政生活和企事業(yè)單位應(yīng)用十分廣泛，在這些家用電器中，有不少家用電器含有非線性元件，會(huì)產(chǎn)生諧波電流，主要有電視機(jī)、各種節(jié)能燈、電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐、電磁爐、計(jì)算機(jī)、激光打印機(jī)、充電器、各種醫(yī)療和科研用的儀器和設(shè)備、調(diào)速驅(qū)動(dòng)例如空調(diào)用壓縮機(jī)、高層建筑用的大型電梯等，它們大都是用晶閘管、小功率的整流裝置等電力電子元件，有的電器帶小容量變壓器。其勵(lì)磁電流所占比例較大，雖然其單個(gè)容量小數(shù)十瓦到數(shù)千瓦，但數(shù)量較多且分布很廣，它們產(chǎn)生的高次諧波也會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成影響，加重電力網(wǎng)的諧波污染。

1。電視機(jī)

家用電器中對(duì)電網(wǎng)諧波影響*大的電器就是電視機(jī)群。由于采用單相橋式整流電容平波電路，其整流元件要等到整流電壓大于電容器的儲(chǔ)能電壓時(shí)才能導(dǎo)通。故交流側(cè)電流只有正弦波的波頭部分。其特征諧波全部為奇次諧波，而且諧波的峰值與基波峰值相重合。同一相電壓供電的多臺(tái)電視機(jī)產(chǎn)生的諧波相位相同，而且同時(shí)間的使用率高，造成配電網(wǎng)諧波的增大。彩色電視機(jī)的尖峰電流比黑白電視機(jī)的大，特別是3次、5次、7次及9次尤為嚴(yán)重。

2。非線性照明用電

*廣泛采用的照明燈是白熾燈，但它效率低，電耗較大。近些年來出現(xiàn)的各種節(jié)能燈，效率比白熾燈高許多。但白熾燈是線性負(fù)荷，而節(jié)能燈幾乎都是諧波源，在晚上，即是寫撥高峰時(shí)段，但大多節(jié)能燈的諧波電流畸變率比電視機(jī)要低，不同種類和型式節(jié)能燈的主要諧波電流的相位也有所分散。主要的節(jié)能燈有熒光燈、高壓氣體放電燈和調(diào)光白熾燈等。

2.1熒光燈

各種熒光燈的諧波電流含有率相差很大。以前用的是普通的長(zhǎng)管熒光燈，現(xiàn)在愈來愈多的是緊湊型燈，其中又有各種亞型，其諧波特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

1、特征諧波電流全為奇次諧波。線繞鎮(zhèn)流器的電流含有率3次諧波較高，可達(dá)8～10％。電子鎮(zhèn)流器型脈沖式各齊次含有率15～18％，其中3次為70～80％，次數(shù)愈高，含有率愈低；高頻時(shí)各諧波含有率低，一般為3～15％。

2、緊湊型燈中采用線繞鎮(zhèn)流器的第三亞型裝有并聯(lián)電容器，以提高功率因數(shù)，降低電流和線損，但電容器起明顯放大諧波的作用。

3、采用電子鎮(zhèn)流器的**亞型需經(jīng)整流再逆變，產(chǎn)生出20～60HZ的電力經(jīng)過高頻變壓器饋供給燈管，故除了3～19各齊次諧波電流外，尚有極高頻率的諧波電流含量。

2.2高壓氣體放電燈

高壓氣體放電燈利用有一定壓力的汞、鈉、鏑、銦和金屬鹵化物的蒸汽，放電時(shí)有負(fù)電阻特性，故串接非線性的鎮(zhèn)流器、高壓鈉燈和汞燈用得較多。高壓氣體放電燈主要用于街道、廣場(chǎng)、露天礦等處的照明，其諧波特征是主要產(chǎn)生3、5、7次諧波，其量隨燈具的容量而幅度增大。

2.3調(diào)光白熾燈

調(diào)光白熾燈或其它家用電器的電力調(diào)節(jié)電路是通過用可控硅切除正弦電流的一部分來調(diào)節(jié)負(fù)載電流的大小。其特征諧波電流全部為奇次諧波，不同控制角α的諧波電流含量不同，一般地，α越大，諧波電流含量越大。

3。家用電器

3.1空調(diào)機(jī)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)用電連年飚升。由于空調(diào)機(jī)功率較大每臺(tái)600W到數(shù)千瓦，因此在許多城市中空調(diào)負(fù)荷將躍居市政用電的榜。因此，空調(diào)用電在性質(zhì)上屬于線性還是非線性，與未來城網(wǎng)背景諧波的漲幅密切相關(guān)，相關(guān)測(cè)試表明，空調(diào)機(jī)諧波電流大小依工作方式而變，只開風(fēng)扇時(shí)，THDI％為6～9％，制冷時(shí)為20～27％，制熱時(shí)為22～34％，諧波分布為2～17次，可見，無論是制冷還是制熱，THDI都不小，而單臺(tái)的各次諧波電流比電視機(jī)的還要大得多。況且空調(diào)機(jī)的工藝不斷改進(jìn)，變頻空調(diào)應(yīng)用已日益廣泛，變頻裝置的諧波含量與分布更大，因此就配電網(wǎng)的諧波管理來講，應(yīng)對(duì)各型空調(diào)機(jī)的諧波量進(jìn)行調(diào)查，并制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2電冰箱

家用電冰箱的功率和彩電差不多，其諧波電流含有率比彩電小得多，但電冰箱諧波參與夜晚出現(xiàn)的家電諧波高峰。其諧波主要是3次、5次和7次，其中含有率3次為10～13％，5次為3～5％，7次為0.5～2％，7次以上小于0.8％。

3.3洗衣機(jī)

洗衣機(jī)的功率與電冰箱接近，諧波電流畸變率稍大。但每天開機(jī)時(shí)間短，參與夜晚出現(xiàn)的家電諧波高峰的同時(shí)系數(shù)不大。

例如，洗衣機(jī)產(chǎn)生的諧波含有率3次21～40％，5次4.5～9％，7次3～6％，9次1～4％，13次以上很小。

4。計(jì)算機(jī)

隨著信息時(shí)代的到來，家用計(jì)算機(jī)和企事業(yè)單位計(jì)算機(jī)應(yīng)用已開始普及，一般計(jì)算機(jī)用電負(fù)荷和諧波電流主要是顯示器CRT的非線性用電，它和彩電十分相似。

計(jì)算機(jī)整機(jī)運(yùn)行和顯示器單獨(dú)運(yùn)行相比，第3～11次諧波電流含有率稍減，而第13、15、17次諧波電流含有率稍增。由于計(jì)算機(jī)的諧波含有率高，諧波電流相位和電視機(jī)的諧波電流重合，而且商場(chǎng)和家用計(jì)算機(jī)的普及，以及多班制工作的計(jì)算機(jī)房的計(jì)算機(jī)都要參與夜晚出現(xiàn)的家用諧波高峰。所以計(jì)算機(jī)的諧波影響將迅速增大。另外，各種打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、游戲機(jī)的用電性質(zhì)以及諧波含有率也與計(jì)算機(jī)相類似。5。電池充電器等

電池充電器是對(duì)各種可充電電池充電的裝置，其容量隨充電時(shí)電池的容量和個(gè)數(shù)而定。在我國(guó)小容量的充電器應(yīng)用較為廣泛，國(guó)外應(yīng)用更為普通，容量較大的對(duì)蓄電池充電的充電器使用量也在增加。隨著今后電力汽車的使用，它可能成為產(chǎn)生諧波的一種主要的家用電器。充電器的接線同單相普通整流回路，其電流通過分解可得各次齊次高次諧波。作為供電系統(tǒng)的負(fù)載，還應(yīng)計(jì)及變壓器的勵(lì)磁電流。對(duì)于充電器來講，勵(lì)磁電流在負(fù)載電流中所占比例將遠(yuǎn)大于電力變壓器的情況。

6。結(jié)束語

通過大量的分析和測(cè)試表明，除電視機(jī)、充電器、調(diào)光設(shè)備、計(jì)算機(jī)等以上介紹的幾種日常低壓電器外，凡帶有相位控制電路或由簡(jiǎn)單的整流電源特別是半波整流方式供電的其它家用低壓電氣設(shè)備，如放電燈具、聲頻放大器、真空吸塵器、信息技術(shù)設(shè)備、便攜式電動(dòng)工具、微波爐等電炊具都是低壓電網(wǎng)中不可忽視的諧波源。對(duì)于這些電氣設(shè)備，由于數(shù)量很多，不可能象對(duì)大容量諧波源那樣逐個(gè)進(jìn)行對(duì)電網(wǎng)諧波干擾的控制，只能通過制訂設(shè)備的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，控制其注入電網(wǎng)的諧波成分，防止其對(duì)電網(wǎng)及電網(wǎng)中其它電氣設(shè)備的相互干擾。

參考文獻(xiàn)

1、吳競(jìng)昌主編，《供電系統(tǒng)諧波》，中國(guó)電力出版社，1998年5月。

2、張直平主編，《城市電網(wǎng)諧波手冊(cè)》，中國(guó)電力出版社，2001年2月。