目的及意义

1.1谐波的概念及标准

随着科技水平的迅速发展，人们生活水平的大幅提高，当今社会对电能质量的要求越来越高。然而电力网络中的谐波成分却对电能的质量有些极大的危害。

那么什么是电力系统谐波呢，电力系统谐波定义为电源所产生的频率（或基波频率）整数倍频的正弦电压和电流^[1]。电力系统谐波是电源电压和负荷电流波形产生畸变的主要原因。过去的几十年来，大多数国家都已经制定了各自的谐波标准或者推荐规程来适应本国的条件。随着全球贸易的不断增加，各国制造设备的进出口量加大，各国设备彼此间交流的增多，又开始努力制定谐波和间谐波方面的国际标准。国际上公认的电能质量标准主管机构是位于日内瓦的国际电工委员会（IEC）,他们制定一系列电磁兼容（IEC）的标准，目前的主要是IEC6100系列。除了IEC标准外，目前广泛使用的还有IEEE519-1992文件。

1.2谐波产生的原因

在电力系统网络中，谐波产生的原因主要有以下几个：

（1）发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。

（2）输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。

（3）用电设备产生的谐波：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，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的30%;接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流;如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。

1.3谐波的危害