電網諧波電網諧波諧波源，非線性及線性負載諧波次數及頻譜RMS（均方根）值諧波畸變諧波源設備諧波源例子諧波效應諧波對電容器的影響解決方案等效電路任何頻率“f”的周期信號，無論它的波形是什么，都可以作為以下的總和被表現：頻率f的正弦分量，被稱為基波（h1）有頻率的正弦分量（即基波的全倍數）被稱為諧波（hn）.dc(直流)分量（如果可用）。例：

諧波是由非線性負載產生

-1.5-1-0.500.511.5

=

-1.5-1-0.500.511.5

+-1.5-1-0.500.511.5y(t)h1(t)h3(t)諧波源線性負載：如果一個負載引導的電流與電源電壓有相同的波形，則它被稱為是“線性的”。這樣的電流沒有諧波分量。這樣的負載的例子：電熱器中的電阻器，穩態條件下的電感負載（電動機，變壓器等）非線性負載：如果一個負載引導的電流與電源電壓沒有相同的波形，則它被稱為是“非線性的”。這樣的電流有高諧波分量。諧波頻譜取決于負載的類型。例如開關電源，整流電源，變壓器UIUI線性及非線性負載諧波的次數及頻譜次數：諧波次數定義為諧波頻率等于基波頻率的倍數。例：對于50Hz的基波，第5次諧波的頻率是5x50=250Hz。

頻譜：

信號的頻譜是作為不同的諧波各自頻率的功能顯示它們的振幅的圖。

作為基波的％的諧波頻譜050100非正弦周期信號的rms值是：H1=基波分量H2，…，Hn＝諧波分量縮寫詞rms代表均方根。例：

計算由單相負載（例如個人電腦）引導的rms電流：

Ifund.=56.2A;Ih3=27.2A;Ih5=2.7A;Ih7=9.2A;Ih9=7.8A.Rms（均方根）值總諧波畸變（THD）：諧波的rms值與基波的rms值的比率（CIGRE定義）THDHHHnH%...=x+++100231222單個諧波百分比：這是“n”諧波的rms值與基波的rms值的比率HnHHDn%=1x100諧波畸變nn諧波源設備變速傳動裝置晶閘管控制設備固定式換流器（UPS不間斷電源）電弧爐電焊機大建筑物中的照明飽和電抗器（變壓器）-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5圖（無電抗器）Ce1e2e3MiIIs3相負載產生5，7，11，13的高諧波電流電流是不穩定的

諧波電流是S=23KVATHDI=124%諧波頻譜81%H5,74%H7,42%H11,...H11H13H17H19H21H23050100H1H5H7變速傳動裝置nnn020406080100H1H5H7H11H13H17H19S=122KVATHDI=30%諧波電流是圖L1ZCL2L3e1e2e3iIIs

諧波頻譜28%H5,5%H7,6%H11,...3相負載控制Gratz（格拉茨）橋產生5，7，11，13，…的諧波電流整流器/充電器nnn

諧波頻譜

56%H3,9%H5,9%H7H11H13H15020406080100H1H3H5H7H9諧波電流是Is=341ATHDI=58%單相負載有高諧波含量的電流持續在20到50周期之間！電焊機nnH11020406080100H1H3H5H7H9諧波電流是

S=22KVATHDI=53%

諧波頻譜51%H3,11%H5,8%H9...

圖PhNFLIs

單相負載諧波的電容阻抗照明（熒光燈…）諧波效應短期效應長期效應生成器上的干擾負載上的干擾短期效應諧波電壓可以影響電子系統中使用的控制器（晶體閘流管，plc（可編程邏輯控制器）等）導致電磁類儀表錯誤音頻控制接收器（例如繼電器）可以被電壓諧波畸變干擾振動及噪聲通信及控制電路上的干擾長期效應（熱）電容器發熱由如下引起：導電性電介質滯后由于機器及變壓器中的額外損耗引起的發熱定子及轉子損耗由于趨膚效應而引起的額外變壓器損耗電纜及設備的發熱對電力設備的干擾變壓器：有功損耗增加鐵損耗增加（滯后）電壓THD的增加旋轉機器：定子損耗的增加鐵損耗的增加（滯后）脈動的機械扭矩造成效率降低，振動及噪聲電壓THD的增加對電力設備的干擾電纜：電纜發熱由于趨膚效應引起損耗在絕緣中的電介質損耗增加感應電動機：鐵損耗及有功損耗增加脈動的機械扭矩造成效率降低，振動及電動機的發熱電容器：電容器的阻抗隨頻率的增加而減少，諧波電流通過導致擊穿由于電感而引起的共振風險發熱及故障f(Hz)0電容器阻抗的頻率特性?z?(W)諧波對電容器的影響無電容器的電網：電網的頻率阻抗為線性諧波電流傳輸到變壓器僅有一小部分諧波施加在負載側有電容器的電網：電容器不產生諧波電容器可以放大電網中的諧波諧波對電容器的影響（1）無電容器的電網HV~=~=MTransformer

（變壓器）HV/LVharmonicsgenerators（諧波生成器）

(Gh)Iharmonics諧波對電容器的影響（2）電網安裝有電容器HV~=~=Transformer（變壓器）HV/LVharmonicsgenerators（諧波發生器）

(Gh)capacitorbanks（電容器組）IharmonicsM解決方案使用有源諧波濾波器（AHF）使用無源諧波濾波器（PHF）使用混合諧波濾波器（AHF+PHF）使用有源諧波濾波器（AHF）注入的諧波電流根據負載電流中的諧波分量而改變。AHF永遠不會過載。AHF永遠不會自己引起系統共振。在以后增加非線性負載時，容易擴展。價格較高CT（電流互感器）的位置及注入點應被仔細選擇。否則，它可能會影響到AHF的性能，或者更糟，將增加整個諧波電流。缺點優點

注意無源濾波器（PHF）技術成熟使用可靠價格低在諧波源增加后有過載的風險對于LC類型，調諧的頻率可能會由于組件的溫度及損壞而漂移（例如電容器）在以后增加非線性負載時很難擴展濾波器容量對于LC類型的PHF，具有共振特性。不要在同一個母線上連接幾個調諧到相同頻率的濾波器不要在同一個母線上同時連接無源濾波器和補償電容器組缺點優點

注意混合諧波濾波器（AHF+PHF）從經濟的角度看，一個介于AHF和PHF之間的折衷的解決方案。與PHF相同與AHF和PHF相同缺點優點

注意等效電路線性負載非線性負載有如下的非線性負載

有源諧波濾波器（AHF）無源諧波濾波器（PHF）混合濾波器（AHF+PHF）線性負載系統MHVTransformer（變壓器）HV/LVLinearload（線性負載）(I1)線性負載系統V1I1V

1Transformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負載）EViVIL非線性負載系統HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負載）(I1+…+I5+I7+…+In)非線性負載系統V1I1+I5+I7V1+V5+V7Non-linearLoads（非線性負載）INLTransformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負載）EViVILI1+I5+I7有AHF的非線性負載系統HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負載）(I1+…+I5+I7+…+In)Activeharmonicfilters（有源諧波濾波器）IAHFActiveHarmonicFilter（有源諧波濾波器）有AHF的非線性負載系統V1I1I1+I5+I7V1Non-linearLoads（非線性負載）INLTransformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負載）EViVILI5+I7V1有PHF的非線性負載系統HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負載）(I1+…+I5+I7+…+In)Passiveharmonicfilters（無源諧波濾波器）57有PHF的非線性負載系統V1I1I1+I5+I7Non-linearLoads（非線性負載）INLTransformer（變壓器）HV/LVLinearloads（線性負載）EViVILI5+I7V1IPHFPassiveHarmonicFilter（無源諧波濾波器）LCFilter3rd5thV1+Vothers有AHF+PHF的非線性負載系統HVTransformer（變壓器）HV/LVMLinearload（線性負載）(I1)~=~=Non-linearload（非線性負載）(I1+…+I5+I7+…+In)Activeharmonicfilters（有源濾波器）Passiveharmonicfilters（無源濾波器）57有AHF+PHF的非線性負載系統I5+I7V1I1I1+I5