什么是諧波？

諧波 (harmonic wave)，從嚴格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產生的電量。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“諧波”這個詞的意義已經變得與原意有些不符。正是因為廣義的諧波概念，才有了“分數(shù)諧波”、“間諧波”、“次諧波”等等說法。

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

泛音是物理學上的諧波，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)電設備(電源端)、輸配電設備以及電力系統(tǒng)非線性負載等三個方面引起的。

(1)電源端產生的諧波發(fā)電機的三相繞組在制作上很難做到絕對對稱，由于制作工藝影響，其鐵心也很難做到絕對的均勻一致，加上發(fā)電機的穩(wěn)定性等其他一些原因，會產生一些諧波，但一般來說相對較少。

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

(3)電力設備產生的諧波

1)整流晶閘管設備。由于整流晶閘管廣泛應用在開關電源、機電控制、充電裝置等許多方面，給電網(wǎng)帶來了相當多的諧波。據(jù)統(tǒng)計，由整流設備引起的諧波將近達到全部諧波的40%，是諧波的一個主要來源。

2)變頻設備。電動機、電梯、水泵、風機等機電設備中常用的變頻設備，因為大部分是相位控制，其諧波成分比較復雜，除了整數(shù)次的諧波成分外，還含有一定分數(shù)次的諧波成分，變頻設備的功率一般較大，其廣泛應用對電網(wǎng)造成的諧波也越來越多。

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嚴重，有的電光源還具有負伏安特性，這些都會給輸電網(wǎng)帶來奇次諧波成分。

4)家用電器設備。在空調器、冰箱、洗衣機、電風扇等含有繞組的用電設備中，由于不平衡電流的變化也能使電源波形發(fā)生改變。另外，計算機、電視機、溫控炊具、調光燈具等，因其具有一定的調壓整流功能，也會產生高次的奇次諧波成分。這些家用電器設備也成為諧波的一個主要來源。

5)其他用電設備。