电力谐波是怎么产生的（浅谈电能质量之谐波）
电力谐波是怎么产生的（浅谈电能质量之谐波）（基波及2.3.4次谐波）（基波及其表达式）这些现象很可能是受谐波的影响，今天我们就来认识下，什么是谐波？Q：什么是谐波?A：对周期性交流量进行付立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量，这部分分量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度和相角，谐波可以分为偶次谐波与奇次谐波，第3、5、7阶次为奇次谐波，而2、4、6、8阶次为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为100Hz 3次谐波则是150Hz。
在生活中你是否遇到过以下现象？
(1) 照明灯光和电视画面忽明忽暗的闪烁，造成视觉疲劳。
(2) 有线电视、广播的信号无法正常传输。
(3) 工厂电能计量误差，造成不必要的电费损失等。
这些现象很可能是受谐波的影响，今天我们就来认识下，什么是谐波？
Q：什么是谐波?
A：对周期性交流量进行付立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量，这部分分量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1)称为谐波次数。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度和相角，谐波可以分为偶次谐波与奇次谐波，第3、5、7阶次为奇次谐波，而2、4、6、8阶次为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为100Hz 3次谐波则是150Hz。
（基波及其表达式）
（基波及2.3.4次谐波）
（掺入2.3.4次谐波后的复合波）
（万户安智慧用电管理平台所监测设备产生的电流谐波值·点开可放大看图）
Q：谐波产生的原因是什么?
A：非线性用电设备是产生谐波的主要原因，由于非线性设备产生的谐波电流通过系统网络注入到系统电源中，骑变电流流经系统阻抗使母线电压发生骑变，使电能质量受到污染：如化工行业的高频炉、电解设备，钢铁行业的炼钢炉、大型轧机、硅整流设备等，它们向电网取用基波电流的同时，产生出高次谐波电流注入系统。这些负载的谐波有随不同负载而变化的特征，从而使注入网络的谐波被电流出现忽大忽小、时隐时现的现象。
Q：哪些设备和电路容易产生谐波?
A：常见的产生谐波的设备和电路主要有以下几种：
- 非线性负载，例二极管整流电路(ACDC)。
- 三相电压或电流不对称性负载。
- 逆变电路(DC/AC)。
- UPS 即不间断电源。
- 晶闸管调压装置或调速电路。
- 电镀设备。
- 电弧炉、矿热炉、锰矿炉、电石炉、硅铁炉。
- 电解槽。
- 电焊机（弧焊、缝焊、点焊、碰焊、对焊）。
- 电池充电机。
- 变频器（低压或高压变频器）。
- 脉幅调制(PWM)调压电路及脉宽调制(PWM)调频电路。
- 谐波的次数与整流电路的相数有关，例三相、六相、十二相、十八相、二十四相，当相数越多并通过移相方式就可使谐波次数及谐波分量减小，例：采用输入变压器移相技术的单元串联在高压变频器的主电路。
- 新波路、斩波调速。
- 工频电炉。
- 中频电炉。
- 天车、起重机械。
- 气体放电的照明灯具，例：节能灯、荧光灯(T5、T8)、金卤灯、钠灯、汞灯、氨灯、氚灯等，使用时都有一定的谐波产生。
- 软起动装置（使用SCR)调压。
- 开关电源。
Q：谐波的危害是什么?
A：电力谐波的主要危害有：
- 对变压器的影响：谐波电流使铜损增加、漏磁增加；谐波电压使铁损增加；谐波功率造成噪声增大、温升提高。
- 对电力电线的影响：谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、肌肤效应加大，特别是在电力系统三相不对称运行时，对中性点直接接地的供电系统线损的增加尤为显菩。
- 对电动机的影响：谐波电流增加铜损、谐波电压增加铁损，谐波的功率造成机械效率减小，功率因数下降，有效转矩减小。
- 对控制系统的影响：电压零点漂移、线电压的不等、仪表仪器的指示不准，以致控制判断错误，甚至控制系统失控。
- 对通信设备的影响：谐波会产生感应电磁场，影响通信质量。
- 对电容器的影响：谐波对电容器的影响最为突出，据统计，谐波造成的危害中40%是因为电容器的损害引起的。主要是因为电容器对高次谐波阻抗较小，电容器容易引起谐波放大甚至共振，从而造成设备的损害和故障。
Q：谐波电流的方向如何?
A：谐波电流从负载流向供电变压器直至供电网络，即由终端负载向前级的流入。
Q：谐波污染严重的表现有哪些?
A：谐波可导致变压器异响，温升过高，母排振动，电容器过载爆炸，电抗器异响，电缆发热等。
Q：谐波对用电安全有哪些影响和干扰?
A：1）火灾隐患
一些建筑物突发性火灾已被证明与电力谐波有关。目前，节能灯、调光器和电器设备中开关电源用得很普遍，本意是节能，但这些终端设备作为谐波源，对电网的危害很大，经有关部门测定，应用电器设备较多的酒店、商厦、网吧、计算机房、居民小区等，在没有采取滤波等措施前，中性线电流都很大，有些甚至超过相电流，导线过热成为形成火灾事故的重大隐患。
2）设备影响
电能质量的污染对继电保护、计算机系统和精密制造业的精密机械或仪器等，都可能影响正常的运行、操作，降低设备使用寿命，甚至引起继电保护误动作而形成不必要的事故，造成不同程度的影响和损害。
3）通信影响
谐波是电网干扰通信的重要因素，主要通过静电感应（电容耦合，电压作用）和电磁感应（电流作用），在通信线路上产生声频干扰，谐波频率高时，会发射杂音，在通信线路上引起音频干扰，严重时还可能触发电话铃响，采用屏蔽电缆通信，虽可消除静电感应的影响，但不能消除电磁感应的下扰。同时，对于存在多个中性点接地的配电网络，当相负载不对称时，零序电流将对利用大地作参考电位的通信系统，造成参考电位漂移而产生干扰。
