生活中出現(xiàn)的諧波源是專門為用戶解決疑難問題的，非常具有代表性，在客戶進(jìn)行產(chǎn)品選型前，我們一般建議用戶先看下生活中出現(xiàn)的諧波源。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。
對低壓生活配電網(wǎng)的非線性用電設(shè)備的諧波特性作了介紹和分析，隨電力電子技術(shù)和人類生活水平的提高，這些諧波源的數(shù)量和比重在電網(wǎng)中將迅速增大，本文的目的是幫助人們增強(qiáng)對日常用電設(shè)備中諧波的認(rèn)識，以利諧波抑制與治理技術(shù)的研究和深入。
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。也通過小容量晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)考核裝置來進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作。主要的技術(shù)性能參數(shù)有：輸入電源：三相四線(380V+_1 0％50Hz)，交流電源：單相AC220V 50Hz，整流輸出電壓：DC 180V，最大輸出電流：DC2A，勵(lì)磁電壓：DC180V，調(diào)速范圍：D=10，靜差率 S小于或等于10%，工作環(huán)境溫度范圍-10℃至+40℃ 相對濕度小于85%（25℃）海拔小于4000米，裝置容量小于或等于1.5KVA，主要的可完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目有熟悉單結(jié)晶體管原理和使用，單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試與測量，單閉環(huán)有靜差直流調(diào)速控制系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)，單閉環(huán)有靜差直流調(diào)速控制系統(tǒng)參數(shù)的測量，單閉環(huán)有靜差直流調(diào)速控制系統(tǒng)故障的檢修。
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)生的高次諧波也會對電力系統(tǒng)造成影響，加重電力網(wǎng)的諧波污染。
1. 電視機(jī)
家用電器中對電網(wǎng)諧波影響最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
最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、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。
2、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％。
3、采用電子鎮(zhèn)流器的第二亞型需經(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、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首。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。在我國小容量的充電器應(yīng)用較為廣泛，國外應(yīng)用更為普通，容量較大的對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。對于這些電氣設(shè)備，由于數(shù)量很多，不可能象對大容量諧波源那樣逐個(gè)進(jìn)行對電網(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，防止其對電網(wǎng)及電網(wǎng)中其它電氣設(shè)備的相互干擾。