LED照明是未來照明的發(fā)展方向，趨勢非常明顯，而且已經(jīng)得到現(xiàn)實的驗證。但是，有些問題沒有很好的認知，需要進一步的研究和重視，例如LED燈的諧波必須得到重視。下面是筆者在中國建筑學(xué)會建筑電氣分會2016年年會上的專題報告，供大家參考！
筆者對三個品牌七款LED燈進行測試，相關(guān)數(shù)據(jù)參見上表。三個品牌中其中兩個是國際知名品牌，一個是國產(chǎn)名優(yōu)品牌，代表LED燈的較高水平。
利用曲線更能直觀的看出這些樣本的諧波情況。其中紅色曲線為我國標(biāo)準值的要求，從上圖可以看出，有一半的樣本諧波超標(biāo)，所以要引起重視。
為了減少電源諧波的影響，準確得到測試數(shù)據(jù)，本次測試的電源采用UPS不間斷電源裝置，以獲得穩(wěn)壓穩(wěn)頻的電源。
本次測試除測試LED燈外，還測試了節(jié)能燈、直管熒光燈。為了與微文主題相符，本文只列出LED燈的數(shù)據(jù)。
LED燈的標(biāo)稱功率與實際測量的功率均有不同程度的偏差，正負誤差均有，最大偏差近25%，非常離譜。
正常情況下，有功功率P、無功功率Q、視在功率S滿足勾股弦定律。但從上圖最后一列可以看出，P、Q、S不滿足此規(guī)律，多出的部分表明LED燈存在第三種功率D。事實上，P、Q、D、S滿足長方體法則，即P、Q、D分別是長方體的長、寬、高，S是長方體的對角線（見上圖左下角）。
LED燈的功率因數(shù)有PF和cos兩種，分別表示總得功率因數(shù)和基波功率因數(shù)，兩者定義不同，算法也不一樣，參見上圖。
PF與諧波有直接的關(guān)系。上圖所示，紅色曲線為PF，綠色曲線為THDi。由圖中可知，PF值越小，THDi越大，諧波越嚴重。
結(jié)論：目前市場上LED燈質(zhì)量參差不齊，諧波問題比較普遍，因此諧波問題必須得以重視，以免影響照明配電、保護、線路、控制等。
下面簡單介紹諧波的危害;
1、諧波會造成設(shè)備、導(dǎo)體過載、發(fā)熱
基波電流是正常電流，諧波電流是額外的電流，屬于異常電流，因此，諧波電流容易造成導(dǎo)體過載、過熱，導(dǎo)致導(dǎo)體絕緣破壞而燒毀。導(dǎo)體對高頻諧波電流有集膚效應(yīng)，使額定載流量減少。
2、諧波會增加變壓器的損耗
諧波電流還將會增加變壓器銅損和漏磁損耗；諧波電壓將會增加變壓器鐵損。同時電力諧波亦提高變壓器工作機械噪音和增加變壓器額外的溫升，諧波頻率愈高，噪音與溫升特性愈明顯。
3、諧波會增加旋轉(zhuǎn)電機的損耗
與變壓器類似，諧波電壓與諧波電流會造成旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生額外的鐵損與銅損，進而影響旋轉(zhuǎn)電機的機械效率和穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩。同時增加電機的溫升。
4、諧波會影響通訊系統(tǒng)的質(zhì)量
因電力線路中的諧波電流或諧波電壓會產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，影響鄰近通訊線路的通訊質(zhì)量。
5、可能干擾保護繼電器正常工作
保護繼電器種類繁多，對諧波的敏感度亦有所不同，相同大小諧波量不同諧波相角對保護繼電器亦會產(chǎn)生不同的影響。據(jù)相關(guān)文獻記載，當(dāng)諧波含量小于5%時，對大部份保護繼電器不會產(chǎn)生影響，當(dāng)諧波含量大于10%時，保護繼電器有可能不能正常工作，對此要加以評估，分析保護繼電器是否能正常工作。
6、會造成表計不能正常工作
計量表和測量儀器可能因諧波污染而影響其正常運轉(zhuǎn)，特別在發(fā)生諧波因共振而放大時，計量表、測量儀表可能產(chǎn)生較大的誤差。一般而言，總諧波失真度大于20%時，電度表會出現(xiàn)明顯誤差。然而，當(dāng)計量表和測量儀器采用儀器專用變壓器時，可以有效的避免諧波干擾。
7、可能對開關(guān)電器造成不良影響
開關(guān)電器設(shè)備會應(yīng)諧波造成額外溫升和損失，結(jié)果開關(guān)電器的額定容量將會降低，其絕緣和壽命也將受到影響。諧波含量越高，諧波對開關(guān)電器影響的程度就越大。因此，諧波將有可能造成開關(guān)電器不能正常保護。
8、造成中性導(dǎo)體過載
零序諧波會造成電流和電壓的失真，各相線中的零序諧波電流因相位一樣將會在中性線疊加，進而增加中性線過載的可能性，中性線安全受到威脅。
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