谐波的定义

  谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了基波频率的电量，其余大于基波频率的电流产生的电量，称为谐波。

  谐波次数是谐波频率与基波频率（n=fn/f1）的比值。通俗的将分解后的谐波称为n次谐波，此处的n即是谐波次数。一般指从2次到50次范围，如5次谐波电压（电流）的频率是250赫兹，7次谐波电压（电流）的频率是350赫兹；超过13次的谐波称高次谐波。

  谐波是由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波，主要非线性负载有UPS、通信电源/开关电源、整流器、变频器、感应电炉、电子计算机、充电器。

谐波产生的机理

(1)、发电机

  由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁芯也很难做到绝对均匀一致及其他一些原因，发电机多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。而且，当对发电机的结构和接线采取一些措施后，可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。

(2)、输配电系统

  输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁芯的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁芯的饱和程度有关。铁芯的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流的0.5%。 

(3)、用电设备

  随着电子技术的发展，电网中非线性负载呈逐渐增加的趋势，非线性负载在工作时向市电反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，进而导致与电网相联的其它负载产生更多的谐波电流，电压畸变的程度取决于谐波电流的频率和幅值。整流器、充电器、开关电源、调光器、变频调速器、计算机、荧光灯等等都是非线性负载。

(4)、变流设备

  整流器、逆变器、变频器等各种电力变流设备采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波，电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。

  如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。

  如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流。

谐波的危害

浪费电能的危害 

浪费电能，增加电费支出 

降低系统容量的危害 

降低变压器的容量 

降低断路器的容量 

降低电缆的容量 

降低了电网的容量

加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备 

引起局部并联谐振或串联谐振，导致无功补偿电容柜补偿电容、保护元器件及母排烧毁，具有重大安全隐患 

损坏精密设备，缩短使用寿命 

增加变压器铜损、铁损与杂损，使变压器过热、缩短使用寿命 

增加电缆线路损耗、导致电缆过热、缩短使用寿命 

危害生产安全与稳定 

引发控制设备、继电保护装置误动作，烧毁设备或误跳闸停产 

影响机器正常运行，降低产品质量和产量 

干扰通信系统，甚至造成计算机无法正常工作，系统崩溃 

治理谐波的必要性及效益

1)、节约电能，减少电费支出

2)、降低配电系统扩容投资

3)、延长设备使用寿命，减少设备采购投资

4)、保持生产的连续性和稳定性，保证产品质量，提升产量

5)、绿色电能，保护环境