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谐波和无功功率的产生分析六
谐波和无功功率的产生分析六
1992年日本电气学会发表了一项有关谐波源的调查报告[26]，其中对各电力用户的最大谐波源进行了调查。表2-6给出了其调查结果。在被调查的186家有代表性的电力用户中，无谐波源的仅占6%，其最大谐波源为整流装置的用户占66%，为办公及家用电器的用户占23%，为交流电力调整装置和电弧炉的用户分别占1%和4%。办公及家用电器的用户中的谐波实际上还是来自其中的整流装置。因此，最大谐波源来自整流器的用户占89%。连同交流电力调整装置所占的1%，最大谐波源为电力电子装置的用户占90%。若排除占6%的无谐波源用户，则在有谐波源的用户中，最大谐波源为电力电子装置的用户所占比例高达96%。可见电力电子装置已成为最主要的谐波源。
图2-8是关于各行业产生谐波量分布情况的调查结果。从图中可以看出，来自楼宇（指建筑物，其谐波由办公、家电设备和照明电源等产生）的约占40.6%，来自铁路和冶金行业的分别约占17.2%和15.1%。这三个行业共占72.9%。在这三个行业中，除部分照明电源（楼宇）、电弧炉（冶金）等以外，主要谐波源为电力电子装置，其他行业的谐波源也大多来自电力电子装置。
日本电气协同研究会还于1983年10月和1988年4月对电力系统中典型地点的电网电压畸变率进行了调查[70、71]。图2-9给出了从星期五到星期二共4天内，22~77kV电网和6kV电网的电压畸变率以及电视收视率。可以看出，每天19~22时电网电压畸变率最高，这也是电视收视率最高的时候。白天电压畸变率也较高，而深夜较低。电压畸变率和电视收视率之间的相关系数大都分布在0.6以上，为0.8以上的约占40%。
由于日本和中国的生产力及国民经济处于不同的发展阶段，产业结构有很大的不同。因此，上述日本的调查结果会和我国有一定的差别，但这些数据仍有较大的参考价值。
较多文献都指出，上述各种谐波源是谐波电流源，其所产生的谐波电流取决于谐波源本身的特性，基本上与供电网的参数无关。如大量应用的直流侧为阻感负载的整流电路，其谐波电流是由直流电流和各半导体开关的切换方式所决定的，几乎和交流电压无关。但是，直流侧为电容滤波的二极管整流电路就不能看成谐波电流源。因其直流电压近似为恒值，直流电压通过各半导体开关的切换加到交流侧，因此应看成谐波电压源。在各种家用电器中大量使用的开关电源及变频器中，都广泛采用这种电容滤波二极管整流电路，因此必须给予足够的重视。谐波电压源和谐波电流源的分析方法、谐波治理方法都有很大的不同，这也必须予以注意。
（文/上海合美电子科技有限公司）
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