电网谐波的危害及治理

谐波是什么

谐波的基本概念

       供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。

       谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1) 称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics)或分数谐波。

         对于我国使用的50Hz电源来说基波为50Hz，3次谐波为150Hz，5次谐波为250Hz，以此类推。

 基波叠加5次和7次谐波示意图

谐波产生的原因

      高次谐波产生的根本原因是由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性，即所加的电压与产生的电流不成线性（正比）关系而造成的波形畸变。

电网谐波来自于三个方面：

（1）发电源质量不高产生谐波；

    由于发电机制造工艺的问题，致使电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，因此，产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势，即所产生的电流稍偏离正弦电流。当然，几个这样的电源并网时，总电源的电流也将偏离正弦波。

    发电机发出谐波电势的同时也会有谐波电势产生，其谐波电势取决于发电机本身的结构和工作状况，基本上与外接阻抗无关。故可视为谐波恒压源，但其值很小。

（2）输配电系统产生谐波；

       供电系统本身存在的非线性元件是谐波的又一来源。这些非线性元件主要有变压器激磁支路、交直流换流站的可控硅控制元件、可控硅控制的电容器、电抗器组等。

（3）用电设备产生的谐波。

       由于用电设备的非线性，导致谐波的产生。当电流流经线性负载时，负载上电流与施加电压呈线性关系；而电流流经非线性负载时，则负载上电流为非正弦电波，即产生了谐波。

非线性负载举例：

       整流器、开关电源、变频调速器、电子计算机、荧光灯、微波炉、电视机、电话等等  …

     开关电源                   变频调速器                    充电器                       荧光灯