什麼是諧波，諧波是如何產生的

在電力系統中，產生諧波的根本原因是由於非線性負載。 當電流流過負載時，它與施加的電壓不成線性關係，形成非正弦電流，即電路中產生諧波。 諧波頻率是基頻的整數倍，根據法國數學家M傅立葉的分析原理，任何重複的波形都可以分解為包含基頻的正弦波分量和一系列作為基頻倍數的諧波。

諧波是正弦波，每個諧波都有不同的頻率、幅度和相位角。 諧波可區分為偶次諧波和奇次諧波，第乙個數字為奇次諧波，等於次諧波為偶次諧波，如基波為50Hz，二次諧波為L00Hz，三次諧波為150Hz。 一般來說，奇次諧波比偶次諧波造成更大危害。

在平衡三相系統中，偶次諧波由於對稱關係而被消除，只存在奇次諧波。 對於三相整流器負載，發生的諧波電流為6n的一次諧波，例如，逆變器主要產生二次諧波。

“諧波”一詞起源於聲學。 諧波的數學分析在 18 世紀和 19 世紀就已經很成熟了。 傅利葉等人提出的諧波分析方法至今仍被廣泛使用。

早在20世紀20世紀20年代和30年代，電力系統中的諧波問題就引起了人們的關注。 當時在德國，使用固定式汞弧轉換器會導致電氣和鍵合電壓以及電流波形失真。 1945年出版的關於變換諧波的書是早期諧波研究的經典之作。

在50年代和60年代，由於高壓直流輸電技術的發展，發表了大量由變流器引起的電力系統中的諧波問題。 70年代以來，由於電力電子技術的飛速發展，各種電力電子器件在電力系統、工業、交通和家庭中得到廣泛應用，諧波造成的危害日益嚴重。 世界各國都對諧波問題給予了充分的重視。

已經舉辦了許多關於諧波問題的國際學術會議，許多國家和國際學術組織制定了限制電力系統和電氣裝置諧波的標準和法規。

諧波研究的意義在於諧波的危害非常嚴重。 諧波降低電能的生產、傳輸和利用效率，使電氣裝置過熱，產生振動和噪音，使絕緣老化，縮短使用壽命，甚至失效或燒毀。 諧波會引起電力系統的區域性併聯諧振或串聯諧振，從而放大諧波含量，導致電容器等裝置燒壞。

諧波還會導致繼電保護和自動裝置的故障，從而導致電能計量混亂。 對於電力系統的外部，諧波會對通訊裝置和電子裝置造成嚴重干擾。

即：余弦波或正弦波。

諧波有三個方面：發電裝置產生的諧波; 輸配電系統產生的諧波; 供電系統的電氣裝置（如變頻器、電爐等）產生的諧波。 其中，供電系統電氣裝置產生的諧波占多數，羨慕矩陣如下：

1、家用電器：電視機、錄影機、電腦、調光燈、溫控炊具等，由於調壓和整流裝置，會產生深奇次諧波。 在洗衣機、電風扇、空調等帶繞組的裝置中，波形也會因不平衡電流的變化而改變。

這些家用電器雖然功率較小，但數量眾多，也是主要諧波之一。

2、閘流體整流裝置：由於閘流體整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關電源等許多方面得到了越來越廣泛的應用，對電網造成了大量的諧波。

3.變頻裝置：變頻裝置常用於風機、水幫浦、電梯等裝置中，由於採用相位控制，諧波組成非常複雜，除了包含整數諧波外，還包含分數諧波，這類裝置的功率一般較大，採用變頻調速， 電網引起的諧波也在增加。

4、電弧爐與電石爐：由於電爐的三相電極在加熱原料時難以同時接觸不均勻的爐料，燃燒不穩定，造成三相負荷不平衡，產生諧波電流，通過變壓器的三角連線線圈注入電網。 其中，主要的是 2 次諧波，平均可達基波的 8% 至 20%，最大可達 45%。

5、氣體放電光源：螢光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈屬於青青之前的氣體放電電光源。 對這類電光源的伏安特性進行分析測量表明，它們的非線性非常嚴重，有的還含有負伏安特性，會給電網造成奇異的諧波電流。

諧波它是指頻率為粗基波的整數倍的電流中所含的電量，一般是指週期性非正弦電荷的傅利葉級數分解，除基頻的電外，大於基頻的電流產生的電稱為諧波。 諧波階數是諧波頻率與基頻的比值（n=fn f1）。

電力系統中存在大量的非線性負載：大型電力電子應用裝置（節能裝置、變頻裝置等）、大功率電力驅動裝置、直流輸出裝置、電化學工業裝置（化工冶金企業整流器）、電氣化鐵路、煉鋼電弧爐（AC、DC）、軋機、葫蘆、電石爐、感應加熱爐等非線性負載。 此外，還有很多快速變化的衝擊載荷：

如大型電機和電機組、高層建築中的高速電梯、大型賭場中的電動飛行汽車、汽車製造廠的電焊機、高鐵、高速磁懸浮列車和地鐵、港口起重機等快速變化的負載。

包含非線性和衝擊負載的新型電力裝置在實現功率控制和處理的同時，不可避免地會產生非正弦波形電流，將諧波電流注入電網，使公共連線點（PCC）的電壓波形嚴重失真，負載的波動和脈衝會導致電壓波動、瞬時脈衝等各種電能質量干擾。 資料分析顯示，發達國家50%以上的負載應由電子裝置供電，目前我國約30%的負載經過各種換電後由使用者使用，隨著人們節能環保意識的增強，我國此類負荷將迅速增加。 隨著這些非線性和衝擊負荷的大量使用，電能質量問題將更加突出，對電網執行、敏感電氣裝置和城鎮危害的影響將更加明顯，電能質量不合格將逐漸造成電力事故的可能性。

諧波搖滾波：基頻的整數倍。

間諧波：指非基頻數倍的諧波，又稱分數諧波或分數諧波。

1.間諧波。

國家標準《公用電網間諧波電能質量腔皇家諧波》（GB T 24337-2009）《公用電網間電能質量腔皇家諧波》。

2.諧波。 諧波國家標準GB T14549《公用電網電能質量諧波》。

1. 在複雜的週期性振盪中，包括基波和諧波。 正弦波中等於該振盪的最長週期的分量稱為基波。 與此週期相對應的頻率稱為基頻。 正弦波的頻率等於基頻的整數倍的分量稱為諧波。

基本定義：復合波的最低頻率分量。

諧波定義：指由各分量的分數大於基頻的整數倍而得到的週期性非正弦交變數的傅利葉級數分解，而分裂通常稱為高次諧波。

2.區別：肆意伏擊。

諧波的頻率也必須等於基波頻率的整數倍，基頻為3倍的波稱為三次諧波，基頻為5倍的波稱為五次諧波。

波分量的頻率等於交流訊號的頻率。 m諧波的頻率是基頻的整數倍（m倍）。

資料擴充套件：諧波的危害：

1.對於旋轉發電機和電動機，由於定子繞組、轉子電路和鐵芯中諧波電流或諧波電壓引起的額外損耗，使發電、輸電和電氣裝置的效率降低。 更重要的是，諧波振盪容易引起汽輪發電機產生振盪轉矩，從而可能引起機械共振，導致汽輪機葉片扭曲和疲勞損傷。

2、在許多情況下，諧波電壓會使正弦波更加尖銳，這不僅導致電機、變壓器、電容器等電氣裝置的滯後和渦流損耗增加，而且增加了絕緣材料的電應力。 諧波電流會增加變壓器的銅耗，因此電機和變壓器在嚴重的諧波負載下會產生區域性過熱，振動和雜訊增加，溫公升增加，從而加速絕緣老化，縮短變壓器和其他電氣裝置的使用壽命，浪費越來越寶貴的能源，降低供電可靠性。

3、由於電機、變壓器、電力電容器、電纜等負載處於不斷變化狀態，容易與電網中含有的大量諧波源形成串聯或併聯諧振條件，形成諧波振盪，產生過電壓或過電流，危及電機、變壓器等負載和電力系統的安全執行， 並造成輸配電事故。

參考資料： Harmonics - Encyclopedia.

諧波是指通過週期性非正弦交替體積的傅利葉級數分解得到的基頻的整數倍的分量。

產生諧波的主要原因是：正弦電壓受到非線性負載的加壓，基波電流失真。

電網諧波主要由以下三個方面引起：

1.電源。 發電機三相繞組的生產中很難實現絕對對稱，由於生產工藝的影響，鐵芯也很難實現絕對均勻性和一致性，而發電機的穩定性等其他一些原因會產生一些諧波，但一般來說， 它相對罕見;

2.輸配電裝置。 電力變壓器是輸配電過程中的主要諧波，因為變壓器的設計需要考慮經濟性，鐵芯的磁化曲線處於非線性飽和狀態，因此工作時的磁化電流是峰值型波形，從而產生諧波。 變壓器鐵芯的高飽和度使其工作點偏離線性曲線，產生較大的諧波電流，奇次諧波電流的比例可達到變壓器額定電流的0.5%以上。

3、電力系統的非線性負載，如：整流閘流體裝置、變頻裝置、氣體放電光源、家用電器等。