什么是諧波？

諧波 (harmonic wave)，從嚴(yán)格的意義來(lái)講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時(shí)“諧波”這個(gè)詞的意義已經(jīng)變得與原意有些不符。正是因?yàn)閺V義的諧波概念，才有了“分?jǐn)?shù)諧波”、“間諧波”、“次諧波”等等說(shuō)法。

諧波產(chǎn)生的原因主要有：由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。主要非線性負(fù)載有UPS、開(kāi)關(guān)電源、整流器、變頻器、逆變器等。

泛音是物理學(xué)上的諧波，但次數(shù)的定義稍許有些不同，基波頻率2倍的音頻稱之為一次泛音，基波頻率3倍的音頻稱之為二次泛音，以此類推。

諧波的頻率必然也等于基波的頻率的整數(shù)倍，基波頻率3倍的波稱之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱之為五次諧波，以此類推。不管幾次諧波，他們都是正弦波。

電網(wǎng)諧波主要由發(fā)電設(shè)備(電源端)、輸配電設(shè)備以及電力系統(tǒng)非線性負(fù)載等三個(gè)方面引起的。

(1)電源端產(chǎn)生的諧波發(fā)電機(jī)的三相繞組在制作上很難做到絕對(duì)對(duì)稱，由于制作工藝影響，其鐵心也很難做到絕對(duì)的均勻一致，加上發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性等其他一些原因，會(huì)產(chǎn)生一些諧波，但一般來(lái)說(shuō)相對(duì)較少。

(2)輸配電過(guò)程產(chǎn)生的諧波電力變壓器是輸配電過(guò)程中主要的諧波來(lái)源，由于變壓器的設(shè)計(jì)需要考慮經(jīng)濟(jì)性，其鐵心的磁化曲線處于非線性的飽和狀態(tài)，使得工作時(shí)的磁化電流為尖頂型的波形，因而產(chǎn)生奇次諧波。較高的變壓器鐵心飽和程度使得其工作點(diǎn)偏離了線性曲線，產(chǎn)生了較大的諧波電流，其奇次諧波電流的比例可以達(dá)到變壓器額定電流的0.5%以上。

(3)電力設(shè)備產(chǎn)生的諧波

1)整流晶閘管設(shè)備。由于整流晶閘管廣泛應(yīng)用在開(kāi)關(guān)電源、機(jī)電控制、充電裝置等許多方面，給電網(wǎng)帶來(lái)了相當(dāng)多的諧波。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由整流設(shè)備引起的諧波將近達(dá)到全部諧波的40%，是諧波的一個(gè)主要來(lái)源。

2)變頻設(shè)備。電動(dòng)機(jī)、電梯、水泵、風(fēng)機(jī)等機(jī)電設(shè)備中常用的變頻設(shè)備，因?yàn)榇蟛糠质窍辔豢刂疲渲C波成分比較復(fù)雜，除了整數(shù)次的諧波成分外，還含有一定分?jǐn)?shù)次的諧波成分，變頻設(shè)備的功率一般較大，其廣泛應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)造成的諧波也越來(lái)越多。

3)氣體放電類電光源。氣體放電類電光源如高壓鈉燈、高壓汞燈、熒光燈以及金屬鹵化物燈等，其伏安特性的非線性相當(dāng)嚴(yán)重，有的電光源還具有負(fù)伏安特性，這些都會(huì)給輸電網(wǎng)帶來(lái)奇次諧波成分。

4)家用電器設(shè)備。在空調(diào)器、冰箱、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇等含有繞組的用電設(shè)備中，由于不平衡電流的變化也能使電源波形發(fā)生改變。另外，計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、溫控炊具、調(diào)光燈具等，因其具有一定的調(diào)壓整流功能，也會(huì)產(chǎn)生高次的奇次諧波成分。這些家用電器設(shè)備也成為諧波的一個(gè)主要來(lái)源。

5)其他用電設(shè)備。