什么是谐波？

谐波是指周期性非正弦交流电经傅里叶级数分解得到的各种分量，大于基波频率的整数倍，通常称为高次谐波，而基波是指与工频(50Hz)频率相同的分量。高次谐波干扰是当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”，急需采取对策。

来源

“谐波”一词源于声学。

电力系统的谐波问题早在20世纪二三十年代就引起了人们的关注。当时在德国，由于使用静态汞弧转换器，电压和电流波形失真。J.C.Read在1945发表的关于变流器谐波的论文是早期谐波研究的经典论文。

定义

谐波

“谐波”一词源于声学。电力系统的谐波问题早在20世纪二三十年代就引起了人们的关注。当时在德国，由于使用静态汞弧转换器，电压和电流波形失真。J.C.Read在1945发表的关于变流器谐波的论文是早期谐波研究的经典论文。

谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经打下了很好的基础。傅立叶等人提出的谐波分析法至今仍被广泛使用。

谐波产生的主要原因有:由于正弦电压施加在非线性负载上，基波电流发生畸变产生谐波。主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器和逆变器。

泛音是一种物理谐波，但数字的定义略有不同。基频两倍的音频称为第一泛音，基频三倍的音频称为第二泛音，以此类推。

谐波产生

原因

在理想的清洁电源系统中，电流和电压都是正弦波。在只有线性元件(电阻、电感和电容)的简单电路中，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。

利用傅立叶分析的原理，非正弦信号可以被分解成其基本部分和其倍数。

在电力系统中，谐波产生的根本原因是由非线性负荷引起的。当电流流过负载时，与施加的电压不成线性关系，形成非正弦电流，即电路中产生谐波。由于半导体晶闸管的开关操作以及二极管和半导体晶闸管的非线性特性，电力系统中的一些设备，如功率变换器，会偏离正弦波形。

谐波电流的产生与功率变换器的脉冲数有关。只有5，7，11，13，17，19脉冲装置。n倍电网频率。功率转换器的脉冲数越高，最低谐波分量的频率越高。

其他耗电设备，如荧光灯的电子控制调节器，会产生很强的三次谐波(150 Hz)。

这种非正弦电流在供电网络的阻抗(电阻)下导致非正弦电压降。供电网络阻抗下产生的谐波电压的幅值等于相应的谐波电流与电流频率对应的供电网络阻抗z的乘积。频率越高，谐波分量的振幅越低。

谐波波形

只要有谐波源，就会有谐波。谐波分量也可能通过供电网络到达用户网络。例如，供电网络中一个用户工厂的运行可能会受到另一个相邻用户设备产生的谐波的干扰。