谐波是如何产生的？ 谐波是如何产生的

电力系统中谐波的定义：周期性非正弦电（电压或电流）的傅里叶级数分解不仅得到与电网基频相同的分量，而且得到一系列大于电网基频的分量，这部分电成为谐波。 电力系统是由发电、变电、输电、配电、消纳五个环节组成的电能生产、转换、输电、配电和消纳的整体，每个环节都有产生谐波的潜力。

发电：发电机三相绕组的生产中很难实现绝对对称，铁芯中也很难实现绝对均匀一致，因此会产生谐波。 分局：

变电站系统中有两个主要谐波：电力变压器和换流站（存在于高压直流系统中）。 在高压直流输电（HVDC）系统中，电能从三相交流电网的某一点输出，在换流站转换为直流电，并通过架空线或电缆传输到接收点; 直流电在另一侧的换流站转换为交流电，然后进入接收器的交流电网。

换流站包括大量的整流器和逆变器，这些开关器件将成为谐波。 输配电：电力变压器主要是在输配电系统中产生谐波，由于变压器铁芯的饱和度、磁化曲线的非线性，以及设计变压器时考虑到经济性，其工作磁密度选择在磁化曲线的近饱和部分，使充磁电流为尖顶波形， 所以它包含奇次谐波。

它的大小与磁路的结构形式和铁芯的饱和度有关。 铁芯饱和度越高，变压器工作点偏离线性度越远，谐波电流越大。 电力：

电气系统中的谐波主要是由非线性负载引起的，如晶闸管整流设备、变频装置、电弧炉、电石炉、气体放电电光源、家用电器都会产生谐波，尤其是电力电子电气设备产生的谐波。 因此，由于电网中存在非线性负载，因此会产生谐波。 <>

在交流电源工程中，谐波仅指非线性负载引起的非正弦波电流。

如果电网中只有电感、电容、电阻等线性负载，线路中的电流也应该是标准的正弦波，但是波形和电压之间存在相位差，在这种情况下，我们需要用功率因数的概念来衡量异步性。

但是，如果电路中有非线性器件，如电力电子设备，如UPS、整流器、逆变器设备、电机换向、磁饱和设备等，电流就会间歇或失真。 此时，电流波形根据傅里叶级数具有多种频率分量，总之，它根本不是正弦波。 我们习惯上将基频以外的频率的电流分量称为谐波。

假设你的声音是正常的，说一个“a”，然后把你的手按在喉咙上，做一个“a”，但后者"a"与前一个因干扰而改变的“a”相比，我们假设后者是最后一个"a"为"b"，手按喉引起的干扰为“c”，则可得到a+c=b，其中c相当于谐波。 我们想产生一个正弦波a，但是由于电路中的非线性负载（相当于手按喉咙的效果），最终的结果是b，我们将b与a进行比较，并通过傅里叶级数分解c得到c（相当于b-a=c），这里我们将c命名为谐波。 通常 C 不是一个单独的，而是......由 C1 C2 C3 C4堆叠。

谐波有三个方面：发电设备产生的谐波; 输配电系统产生的谐波; 供电系统的电气设备（如变频器、电炉等）产生的谐波。 其中，供电系统电气设备产生的谐波占多数，羡慕矩阵如下：

1、家用电器：电视机、录像机、电脑、调光灯、温控炊具等，由于调压和整流装置，会产生深奇次谐波。 在洗衣机、电风扇、空调等带绕组的设备中，波形也会因不平衡电流的变化而改变。

这些家用电器虽然功率较小，但数量众多，也是主要谐波之一。

2、晶闸管整流设备：由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，对电网造成了大量的谐波。

3.变频装置：变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用相位控制，谐波组成非常复杂，除了包含整数谐波外，还包含分数谐波，这类设备的功率一般较大，采用变频调速， 电网引起的谐波也在增加。

4、电弧炉与电石炉：由于电炉的三相电极在加热原料时难以同时接触不均匀的炉料，燃烧不稳定，造成三相负荷不平衡，产生谐波电流，通过变压器的三角连接线圈注入电网。 其中，主要的是 2 次谐波，平均可达基波的 8% 至 20%，最大可达 45%。

5、气体放电光源：荧光灯、高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯属于青青之前的气体放电电光源。 对这类电光源的伏安特性进行分析测量表明，它们的非线性非常严重，有的还含有负伏安特性，会给电网造成奇异的谐波电流。

谐波它是指频率为粗基波的整数倍的电流中所含的电量，一般是指周期性非正弦电荷的傅里叶级数分解，除基频的电外，大于基频的电流产生的电称为谐波。 谐波阶数是谐波频率与基频的比值（n=fn f1）。

电力系统中存在大量的非线性负载：大型电力电子应用装置（节能装置、变频设备等）、大功率电力驱动设备、直流输出装置、电化学工业设备（化工冶金企业整流器）、电气化铁路、炼钢电弧炉（AC、DC）、轧机、葫芦、电石炉、感应加热炉等非线性负载。 此外，还有很多快速变化的冲击载荷：

如大型电机和电机组、高层建筑中的高速电梯、大型赌场中的电动飞行汽车、汽车制造厂的电焊机、高铁、高速磁悬浮列车和地铁、港口起重机等快速变化的负载。

包含非线性和冲击负载的新型电力设备在实现功率控制和处理的同时，不可避免地会产生非正弦波形电流，将谐波电流注入电网，使公共连接点（PCC）的电压波形严重失真，负载的波动和脉冲会导致电压波动、瞬时脉冲等各种电能质量干扰。 数据分析显示，发达国家50%以上的负载应由电子设备供电，目前我国约30%的负载经过各种换电后由用户使用，随着人们节能环保意识的增强，我国此类负荷将迅速增加。 随着这些非线性和冲击负荷的大量使用，电能质量问题将更加突出，对电网运行、敏感电气设备和城镇危害的影响将更加明显，电能质量不合格将逐渐造成电力事故的可能性。

谐波是指电流中所含的电量，其频率是基波的整数倍。 一般是指周期性非正弦电荷的傅里叶级数分解，其余电能产生的电流大于基频。

产生谐波的主要原因是：由于非线性负载加压的正弦电压，基波电流失真产生谐波。 枣纤维的主要非线性负载包括UPS、排便及早期电源、整流器、逆变器、逆变器等。

谐波是指通过周期性非正弦交替体积的傅里叶级数分解得到的基频的整数倍的分量。

产生谐波的主要原因是：正弦电压受到非线性负载的加压，基波电流失真。

电网谐波主要由以下三个方面引起：

1.电源。 发电机三相绕组的生产中很难实现绝对对称，由于生产工艺的影响，铁芯也很难实现绝对均匀性和一致性，而发电机的稳定性等其他一些原因会产生一些谐波，但一般来说， 它相对罕见;

2.输配电设备。 电力变压器是输配电过程中的主要谐波，因为变压器的设计需要考虑经济性，铁芯的磁化曲线处于非线性饱和状态，因此工作时的磁化电流是峰值型波形，从而产生谐波。 变压器铁芯的高饱和度使其工作点偏离线性曲线，产生较大的谐波电流，奇次谐波电流的比例可达到变压器额定电流的0.5%以上。

3、电力系统的非线性负载，如：整流晶闸管设备、变频设备、气体放电光源、家用电器等。

在电力系统中，有产生谐波的器件，即谐波源，是具有非线性特性的电气器件。 目前，电力系统中的谐波源按非线性特性主要有五种类型：

1.软起动器（晶闸管电机起动器）。

2.开关电源、UPS、逆变器组件、电池充电器。

3、电机、起重机、电梯、泵等制造工艺的变频控制。

4.电子数据图像设备——如电视机等无线电传输设备、可控照明设备。

5.整流器、荧光灯等

由于这些器件的工作特性，即使提供了理想的正弦波电压，它们使用的电流也是非正弦波的，即存在谐波电流。 频率为50Hz的正弦波波形称为基波，50Hz称为基波。 谐波是周期性电量的正弦波分量，其频率是基频的整数倍。

谐波用基波倍数表示，例如，频率为 150 Hz 的正弦波称为 3 次谐波，频率为 250 Hz 的正弦波称为 5 次谐波，频率为 350 Hz 的正弦波称为 7 次谐波，依此类推。

谐波是指周期性非正弦交变量的傅里叶级数分解得到的基频整数倍以上的分量，通常称为高次谐波，而基波是指频率与工频（50Hz）频率相同的分量。 高次谐波的干扰是影响当前电力系统电能质量的重大“公共危害”，亟需采取对策。