摘要：本文低压配网中广泛使用的电气设备多为单相非线性负荷，这些负荷是典型的谐波源。通过采集多种常见的单相非线性负荷在不同的组合运行方式下的谐波数据，并引入分散效应概念进行谐波消减效应分析，来获取各负荷的谐波电流与总谐波电流的分散效应。

    0 引言
    随着科学技术的发展，大量的电力电子设备投入使用，紧凑型电子节能灯（CFL）、计算机、显示器、电视机、电磁炉、洗衣机、空调等非线性负荷数量庞大。这些单相非线性负荷虽然单个谐波影响小，但是其数量庞大，总的谐波影响不容忽视。单相非线性负荷作为新型谐波源，正在受到越来越多的关注和研究。文献通过对不同类型的整流负荷建模，仿真分析了负荷间的谐波消减情况。考虑到实际负荷与仿真之间差异较大，仿真无法完全模拟非线性负荷的运行特性，因此本文以常见的低压单相非线性负荷作为对象，研究谐波电流因相位差异而产生的分散效应现象。

    1 试验对象与方案制定
    低压配电系统中的单相非线性负荷不同于传统的大功率谐波源，不能作为固定的谐波电压源或谐波电流源进行分析。研究表明，不同型号、不同生产厂家的同种设备间具有谐波差异，但是其特性是基本一致的，波形和频谱特性均保持着较高的一致性。为此，在后续试验中就不再对同一种设备进行不同型号和不同生产厂家的区分研究。
    试验采用同步数据采集卡同步采集各支路及母线的电压、电流数据，确保数据采集的同步性已达到准确的相位分析目标。受到采集卡采集通道数的限制，最多可同步采集1条母线和3条支路的电压、电流数据。考虑到流经这些设备的电流具有半波对称性，偶次谐波含量很小，且15次以上谐波含量较小，故只呈现15次以内的奇次谐波分析结果。
    试验对象组合运行方式原理如图1所示。数据采集点为母线、支路1、支路2、支路3，且3条支路完全相同，不考虑其背景电压、电流差异，各支路不影响被测负荷的谐波特性。

    组合试验方案见表1，其中I、II、III分别代表相应负荷接入支路1、支路2、支路3，组合1～11是2种不同非线性负荷组合试验，组合12-18是3种不同非线性负荷组合试验，CFL为6盏电子节能灯组成的照明负载。

    2 谐波的分散效应
    多个非线性负荷的电流谐波在公共连接点处叠加，总的谐波电流为各负荷谐波电流的向量和，每个负荷的谐波幅值和相位共同决定了总电流谐波。不同类型非线性负荷谐波特性差异较大，即使同一类型的非线性负荷，因负荷参数及运行条件的差异，同次谐波的相位也存在着不小的差异，因此系统中电流谐波叠加时会出现相互消减现象，即为谐波的分散效应。忽视谐波的分散效应，易过高估计系统的谐波水平。若能合理分析并利用谐波的分散效应，则可实现谐波的抑制与谐波污染的减小。
    为研究谐波的分散效应，引入分散系数概念。定义分散系数为不同设备各次谐波电流的向量和与代数和之比，其表征了不同设备相位特性差异导致总电流谐波消减的作用。

    分散系数的数值在0-1间变化，越接近0表示谐波消减效果越好，越接近1则表示谐波消减效应不明显。

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