一.谐波电流产生的原因: 电气系统所产生的谐波有以下2类: 1.瞬态谐波(波动谐波) ，瞬态谐波的产生是由于在电气系统中所使用的电气开关操作所引起，另外电力系统或者使用电力的生产设备发生故障，也将产生瞬态谐波。 2.稳态谐波，稳态谐波是由电力系统中非线性负荷所产生。这些非线性负荷有： a.电流源谐波：大功率交流装置，如大型电解电源、大型电化电源、电力机车、轧钢机械设备、中高频加热炉、电弧炼钢炉、频率变换器、通用变频器等。这些用电负荷设备的共同的特点是使用了大功率的电力半导体器件； b.电压源谐波：含有铁芯的大容量变压器、电动机、电焊机、铁芯电抗器、电压互感器等； c.其它像电视机、电池充电器、荧光灯等装置也会产生谐波，虽然单个装置的功耗不大，但由于使用面广，数量很多，因此它们给供电系统注入的谐波分量也不容忽视。 以上这些非线性电气设备(或称之为非线性负荷)的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，也就是说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们只有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，即产生了谐波，使电网电压严重失真，此外电网还必须向这类负荷产生的谐波提供额外的电能。 其中电流源谐波对电网的影响*大，电压源谐波对电网的影响极小。今年来变频调速控制系统应用来越来越广，其对电力系统的谐波污染不容忽视。
二.谐波的危害: （1）对发电机、电动机的影响: 谐波会在电机的定子绕组、转子回路以及铁芯中产生附加损耗，这些附加损耗要比其本身的直流电阻引起的损耗大，电机会产生过热现象，并使电机效率降低。谐波电流还会增加电机的噪声，产生脉冲转矩引起谐波振动。 （2）对电力电容器的影响: 电力电容器对谐波较为敏感，电容器的容抗与频率成反比，故在高次谐波电压作用下的容抗要比基波电压作用下的容抗小得多，从而使谐波电流的波形畸变的作用远大于电压波形畸变的作用。在发生谐波的情况下，很小的谐波电压就可以引起很大的谐波电流，注入并联电容器后产生谐波损耗，在被放大的情况下，产生过高电压导致局部放电，使电容器产生噪声、发热、击穿和鼓肚等危害。 （3）对变压器的影响: 高频谐波注入变压器，将产生集肤效应和邻近效应，增加附加的铜耗和铁耗，使之发热，功率损耗随着谐波成分增加，而且变压器的运行噪声与振动都将加大，若谐波电压过高，会击穿匝间绕组。特别是3次及其倍数次谐波对三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组过热；对全星形连接的变压器，当绕组中性点按地，而该侧电网中分布电容较大或者装有中性点接地的并联电容器时，可能形成3次谐波谐振，使变压器附加损耗增加。 （4）对输电线路的影响: 谐波电流在传输线路中产生附加损耗，使网损增加，加速电缆绝缘老化，影响使用寿命。低次谐波过大，易造成输电线路局部过热。对于330kV以上的供电系统，过高的谐波电流能显著延长短路时潜供电流的熄灭，导致重合闸失败。谐波源和电力系统中的某些电感、电容元件构成串联或并联回路，可能产生串联或并联谐波，其形成的谐波环流将大大超越谐波源注入的谐波电流，造成严重危害。 （5）对变流器换相的影响: 谐波含量增大，影响整流器或逆变器换相，甚至造成逆变失败。 （6）对计算机和通讯的影响: 谐波一般通过电容耦合、电磁感应及电气传导3种途径影响通讯，特别是载频低的信号受影响更大。变流器在换相期间注入的脉冲电压所包含的谐波频率较高，可高达1MHz以上，它所引起的电磁干扰，对通信线路、通信设备会产生很大的影响。 （7）对电力系统的影响: 谐波造成电能损耗；使电力仪表读数精度降低，有时甚至完全失去意义；谐波致使电力系统继电保护误动作或拒动。
三. 针对抑制供电系统谐波的一般对策: 谐波问题是关系到供电系统的供电质量的一个重要问题，它不但与供电部门有关，而且还关系到广大电力用户扣电器设备制造厂的切身利益。为减少供电系统的谐波问题，一般从管理上和技术措施上采取以下几方面的对策： 1．贯彻执行有关谐波的国家标准，加强谐波管理: 我国于1998年12月14日发布了国家标准GB17625.1-1998《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A)》，等效采用IEC6100-3-2：1995，但在技术内容上与该国际标准完全一致。GB17625.1规定了准备接入公用低压配电系统中的电气、电子设备(每相输入电流≤16A)可能产生的谐波的限值。只有经过试验证实符合该标准限值要求的设备才能接入到配电系统中。这样就可以对低压电气及电子产品注入供电系统的总体谐波电流水平加以限制。 该标准对以下四类没备确定了谐波电流时发射限值：A类设备：平衡的三相设备以及除B、C和D类外的所有其它设备；B类设备：便携式电动工具；C类设备：包括调光装置的照明设备：D类设备：输入电流具有标准所定义的“特殊波形”，且其有功功率不大于600W的设备。 该标准还规定了试验电路和对试验电源的要求、对测量设备的要求和试验条件等内容。 目前，国内电磁兼容标委会正在组织有关专家对GB17625.1进行修订，使该标准更加适应市场的需求和操作更容易、简便。 此外，1993年颁发的国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》，该标准考虑了不同谐波源叠加计算的方法，规定了各级电网电压谐波总畸变率和用户注入电网的谐波电流容许值，对限制公用电网中的谐波起到了积极的作用。认真贯彻执行有关国家标准关于限制谐波的规定，就能从总体上控制供电系统中的谐波水平，保证供电系统供给上等的电力质量。 2. 增加换流装置的相数: 换流装置是供电系统的主要谐波源之一。理论分析表明，换流装置在其交流侧与直流侧产生的特征谐波次数分别为pk±1和pk(p为整流相数或脉动数，k为正整数)。当脉动数由p=6增加到p=12时，可以有效的消除幅值较大的低频项，(其特征谐波次数分别为12k±1和12k)，从而大大地降低了谐波电流的有效值。 3．增装动态无功补偿装置，提高供电系统承受谐波的能力: 在技术经济分析可行的条件下，可以在谐波源处装设动态无功补偿装置：静止无功补偿装置(SVC-Static Var Compensator)或更先进的静止同步补偿装置(STATCOM Static SynchroncusCompensator)，以获得补偿负荷快速变动的无功需求、改善功率因数、滤除系统谐波、减少向系统注入谐波电流、稳定母线电压、降低三相电压不平衡度等，提高供电系统承受谐波的能力。 4．加装滤波装置(包括无源滤波和有源滤波装置): 为了减少谐波对供电系统的影响，*根本的思想是从产生谐波的源头抓起，设法在谐波源附近防让谐波电流的产生，从而降低谐波电压。防止谐波电流危害的方法，一是被动地防御，即在已产生谐波的情况下，采用传统的无源滤波方法(由一组无源元件：电容器、电抗器和电阻器组成的调谐滤波装置)，减轻谐波对电气设备的危害。另一种方法是主动的预防谐波电流的产生，即有源滤波方法。其原理是利用可关断电力电子器件产生与负荷电流中的谐波分量大小相等，相位相反的电流来消除谐波。 总之，一方面要严格限制谐波的发射水平。另一方面还要设法提高设备自身的抗谐波干扰的能力，改善谐波保护性能，以做到真正意义上的电磁兼容。
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