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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%。
三是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，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。
经统计表明：
由整流装置产生的谐波占所有谐波的近40%，这是最大的谐波源。
变频装置。
变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。
电弧炉、电石炉。
由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电网。
其中主要是27次的谐波，平均可达基波的8%20%，最大可达45%。
气体放电类电光源。
荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属于气体放电类电光源。
分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。
家用电器。
电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装置，会产生较深的奇次谐波。
在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流的变化也能使波形改变。
这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。
谐波有什么危害？
电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障，情况日趋严重。
谐波的危害电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面：
1.对供配电线路的危害
（1）影响线路的稳定运行
供配电系统中的电力线路与电力变压器一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。
但由于电磁式继电器与感应式继电器对10%以下含量高达40%时又导致继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效地起到保护作用。
晶体管继电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。
这样，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全运行。
（2）影响电网的质量
电力系统中的谐波能使电网的电压与电流波形发生畸变。
如民用配电系统中的中性线，由于荧光灯、调光灯、计算机等负载，会产生大量的奇次谐波，其中3次谐波的含量较多，可达40%；
三相配电线路中，相线上的3的整数倍谐波在中性线上会叠加，使中性线的电流值可能超过相线上的电流。
另外，相同频率的谐波电压与谐波电流要产生同次谐波的有功功率与无功功率，从而降低电网电压，浪费电网的容量。
2.对电力设备的危害
当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。
对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍;
对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍,但如果谐波含量较高,超出电容器允许条件,就会使电容器过电流和过负荷,损耗功率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。
尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。
另外，谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。
一般来说，电压每升高10%，电容器的寿命就要缩短1/2左右。
再者，在谐波严重的情况下，还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。
对电力变压器的危害
谐波使变压器的铜耗增大，其中包括电阻损耗、导体中的涡流损耗与导体外部因漏磁通引起的杂散损耗都要增加。
谐波还使变压器的铁耗增大，这主要表现在铁心中的磁滞损耗增加，谐波使电压的波形变得越差，则磁滞损耗越大。
同时由于以上两方面的损耗增加，因此要减少变压器的实际使用容量，或者说在选择变压器额定容量时需要考虑留出电网中的谐波含量。
除此之外，谐波还导致变压器噪声增大，变压器的振动噪声主要是由于铁心的磁致伸缩引起的，随着谐波次数的增加，振动频率在1KHZ左右的成分使混杂噪声增加，有时还发出金属声。
对电力电缆的危害
由于谐波次数高频率上升，再加之电缆导体截面积越大趋肤效应越明显，从而导致导体的交流电阻增大，使得电缆的允许通过电流减小。
另外，电缆的电阻、系统母线侧及线路感抗与系统串联，提高功率因数用的电容器及线路的容抗与系统并联，在一定数值的电感与电容下可能发生谐振。
对用电设备的危害
对电动机的危害
谐波对异步电动机的影响，主要是增加电动机的附加损耗，降低效率，严重时使电动机过热。
尤其是负序谐波在电动机中产生负序旋转磁场，形成与电动机旋转方向相反的转矩，起制动作用，从而减少电动机的出力。
另外电动机中的谐波电流，当频率接近某零件的固有频率时还会使电动机产生机械振动，发出很大的噪声。
对低压开关设备的危害
对于配电用断路器来说，全电磁型的断路器易受谐波电流的影响使铁耗增大而发热，同时由于对电磁铁的影响与涡流影响使脱扣困难，且谐波次数越高影响越大；
热磁型的断路器，由于导体的集肤次应与铁耗增加而引起发热，使得额定电流降低与脱扣电流降低；
电子型的断路器，谐波也要使其额定电流降低，尤其是检测峰值的电子断路器，额定电流降低得更多。
由此可知，上述三种配电断路器都可能因谐波产生误动作。
对于漏电断路器来说，由于谐波汇漏电流的作用，可能使断路器异常发热，出现误动作或不动作。
对于电磁接角器来说，谐波电流使磁体部件温升增大，影响接点，线圈温度升高使额定电流降低。
对于热继电器来说，因受谐波电流的影响也要使额定电流降低。
在工作中它们都有可能造成误动作。
对弱电系统设备的干扰
对于计算机网络、通信、有线电视、报警与楼宇自动化等弱电设备，电力系统中的谐波通过电磁感应、静电感应与传导方式耦合到这些系统中，产生干扰。
其中电感应与静电感应的耦合强度与干扰频率成正比，传导则通过公共接地耦合，有大量不平衡电流流入接地极，从而干扰弱电系统。
影响电力测量的准确性
目前采用的电力测量仪表中有磁电型和感应型，它们受谐波的影响较大。
特别是电能表（多采用感应型），当谐波较大时将产生计量混乱，测量不准确。
谐波对人体有影响
从人体生理学来说，人体细胞在受到刺激兴奋时，会在细胞膜静息电位基础上发生快速电波动或可逆翻转，其频率如果与谐波频率相接近，电网谐波的电磁辐射就会直接影响人的脑磁场与心磁场1、什么是谐波
电力系统中有非线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以工频50HZ供电，当工频电压或电流作用于非线性负载时，就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于工频频率的正弦电压或电流，用富氏级数展开，就是人们称的电力谐波。
随着经济发展，大功率可控硅的广泛应用，大量非线性负荷增加，特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步，在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种整流设备、交直流换流设备和电子电压调整设备，电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家用电器等普及使用，使得电力系统波形严重畸变。
2、谐波的危害
电力谐波的主要危害有：
a、引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；
b、产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；
c、加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；
d、使设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；
e、干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。
3、谐波的治理
1）谐波治理标准
GB/T14549—93《电能质量公用电网谐波》
该标准对不同电压等级各次谐波允许注入值都作了具体规定（略），其规定公用电网谐波电压（相电压）限值
2）谐波治理
谐波治理就是在谐波源处安装滤波器，就近吸收谐波源产生的谐波电流，现在广泛采用的滤波器为无源滤波器，另外有利用时域补偿原理的有源滤波器，这种滤波器的优点是能做到适时补偿，且不增加电网的容性元件，但造价较高。
无源滤波装置，吸收高次谐波，而所有滤波支路对基波呈现容性，正好满足无功补偿要求，不必另装并联电容器补偿装置，这种方法经济、简便，国内外广泛采用。
滤波器的种类。
滤波器大致分为以下六种类型，如图:
（a）—单调谐波滤波器；
（b）—双调谐滤波器；
（c）—一阶高通滤波器；
（d）—二阶高通滤波器；
（e）—三阶高通滤波器；
（f）—“c”式高通滤波器。
单调谐滤波器通频带窄，滤波效果好，损耗小，调谐容易，是使用最多的一种类型。
双调谐滤波器可替代两个单调谐滤波器，只有一个电抗器（L1）承受全部冲击电压，但接线复杂，调谐困难，仅在超高压系统中使用。
一阶高通滤波器因基波损耗大，一般不采用。
二阶高通滤波器通频带很宽，滤波效果好，既可调谐振点，又可调谐曲线锐度，并可防意外共振与放大，因此也有以二阶宽通带做低次滤波器。
三阶高通滤波器一般用电弧炉滤波。
“C”式高通滤波器，用于电弧炉滤波，对二次谐波特别有效。
4、补偿
企业中由于大量的电力负荷是感性负荷，因此企业的自然功率因数较低，如不采用人工补偿，提高功率因数，将造成如下不良影响：
a、降低发电机的输出功率，当发电机需提高无功输出，低于额定功率因数运行时，将使发电机有功输出降低；
b、降低了变电、输电设备的供电能力；
c、使网络电力损耗增加（网络中的电能损失与功率因数平方数成反比）；
d、功率因数愈低，线路的电压降愈大，使得用电设备的运行条件恶化；
e、月均功率因数低于0.9（小型低压用户或农业用电为0.8），将受到“电力罚款”。
上述可见，提高功率因数不仅对电力系统，而且对企业经济运行有着重大意义。
在考虑提高功率因数时，应首先提高企业用电设备的自然功率因数，当采取措施后还达不到供电部门要求时，采用人工补偿装置。
一般除在容量较大、经常运行的恒速机械（如水泵、空压机、鼓风机、电动发电机组等）上采用同步电动机补偿外，其它的应安装并联电容器进行补偿。
1）并联电容器补偿容量的计算
QC=αP30qc
ＱＣ：
需要补偿的无功容量，kvar；
P30:
全企业有功计算负荷，ＫＷ；
α：
平均负荷系数，取0.7～0.8；
qc:
补偿率，kvar/KW可在有关手则查得，也可按下式计算：
2）并联电容器的装设地点
a、集中补偿方式。
将高压电容器集中安装在总降压变电所或功率因数较低、负荷较大的配电所高压母线上。
b、分散补偿。
对用电负荷分散和功率因数较低的车间变电所，采用低压并联电容器安装在低压配电室。
C、就地补偿。
对距供电点较远的大、中容量连续工作制的电动机（如风机、水泵、压缩机、球磨机等），应采用电动机无功功率就地补偿装置。
它不仅提高功率因数，且减少线路损失，减小总电流，提高变压器负载率有明显效果。
但单机补偿容量不宜过大，应保证电动机断电时不致因自激磁出现过激磁，否则易损坏电动机。
就地补偿装置与电动机共用一台断路器，同时投切。
3）对高次谐波的抑制措施
为了减少和避免高次谐波对并联补偿装置的危害。
为减少谐波电流流入电容器和合闸涌流，可串适当的电抗器。
其感抗值应在可能产生的任何谐波下，均使电容器回路的总电抗为感抗，从而消除谐振的可能。
如对6脉冲整流线路，有5次以上谐波，XL=4.5%～6%XC；
对有3次谐波的线路XL=（12%～13%）XC。
为了防止可能出现铁磁谐振，一般应采用无铁芯电抗器。
什么是谐波？
供电系统的谐波是怎么定义的？
A:
"
供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其频率范围一般为2≤n≤40。
1.前言
十多年以前，世界上建筑物中配电系统的大多数负载是传统的照明或是简单的非阻性负载的交流马达等线性负载。
而当今，世界上仅仅是正弦波基波频率的时代已经过去。
现代的建筑物中，几乎都是电子设备：
电视机、计算机、复印机、传真机、UPS系统，电子控制照明装置、电梯、空调等变频装置、微波炉等等，这些装置的负载绝大多数都是非线性负载。
因此，它们都是谐波发生源，这些谐波电流注入公用电网就会污染电网，引起电网电源的电压畸变、波形失真，从而使电网中的其他电气设备无法正常地运行。
随着知识经济与信息时代的到来，谐波对供电电源的质量影响，对电网的污染越来越大，所造成的危害与后果日益严重，对经济效益造成的损失也愈来愈惊人。
目前，经济技术发达的国家均早已制定了对谐波限定的标准与规范等一系列法规。
国际电工委员会IEC 也已于1988年开始明确对谐波限定的要求。
我国已于1993年颁布了GB/T14549－93国家标准。
这就应引起我们，特别是主管部门的高度重视，现就谐波有关问题做些介绍，以供参考。
2.什么是谐波
请参见图1所示。
谐波的定义如下：
2.1谐波是正弦波，每个谐波都有不同的频率、幅度与相角；
2.2谐波频率是基波频率的整倍数；
例如：
基波是50赫兹时，二次谐波为100赫兹，三次谐波则为150赫兹；
2.3谐波既呈现出电压，又呈现出电流；
2.4根据法国数学家傅里叶M.FOURIER 分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量；
2.5谐波可以区分为偶次与奇次性；
第3、5、7次编号的谐波为奇次谐波；
而第2、4、6、8等为偶次谐波，一般地讲，奇次谐波引起的危害较偶次谐波更多更大。
3.谐波产生的原因
谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
在只含线性元件电阻、电感及电容 的简单电路里，流过的电流与施加电压成正比。
所以如果所加电源电压是正弦的话，流过的电流就是正弦的。
例如图2所示，线性负载下的电流与电压波形。
应当指出：
在有电感、电容等无功元件的场合，在电压与电流波形间有一相位移，功率因数低了，但线路仍然是线性的，而又如图3所示，简单的全波整流器及电容器的情况。
在这种情况下，只有在电流电压超过存储电容器上存在的电压里，亦即接近正弦波电压峰值附近时电流才流通，如负载线的形状所示的非线性负载特性。
实际应用中负载线比图3更复杂，谐波成份更严重。
全波整流器电源如图4所示。
谐波电流起初在电气化铁路和工业直流调速传动装置上所用的交流变换为直流电的水银整流器所产生的。
因此说，所有非线性负载都能产生谐波电流。
当今世界产生谐波的装置主要如下：
3.1整流器和整流设备；
3.2影视设备；
TV、TV监视器等；
3.3计算机；
3.4复印机；
含图像复印机；
3.5打印机；
3.6传真机；
3.7UPS电源系统；
3.8电子控制照明装置如调光、电子荧光灯镇流器等 ；
3.9电梯；
3.10空调尤其是变频调速装置 ；
3.11焊机设备；
3.12微波炉；
3.13开关模式电源SMPS ；
3.14磁性铁芯设备；
3.15电弧炼钢炉等等。
计算机产生以3次、5次和7次谐波为主的谐波，而笔记本便携式计算机则产生的谐波频谱更加广泛。
复印机产生以3、5、7、9、11、13次谐波为主的谐波。
可变频驱动装置则产生以5、7次谐波最为显著。
三相供电有六个脉冲桥式可控硅整流器的UPS电源，则没有3次谐波，而5、7次谐波则最为显著。
三相供电有十二个脉冲可控硅整流器时，那么11、13次谐波则最为显著。
而单相供电的UPS电源则以3次谐波为主。
4.谐波的危害与影响
4.1造成电网电压的严重畸变；
4.2电缆电线过热，绝缘老化加速，易损坏并导致线间短路和接地故障引起电气火灾和人身电击事故；
4.3变压器和马达的过热，损坏甚至于烧毁；
4.4补偿功率因数的电容器过热，易损坏，寿命短；
4.5供电系统损耗增加；
4.6系统的功率因数降低；
4.7断路器及漏电保护装置、接触器、热继电器等电气保护元件过热，失灵，误动作，接地保护装置功能失常；
4.8中性线过负荷、发热，甚至于烧损、着火；
4.9过零噪音；
4.10集肤效应显著；
4.11计算机死机，锁住；
4.12浪费系统容量，降低保护作用；
4.13通讯与影像设备失误；
4.14给供电系统带来难题；
4.15对多租户大型商用办公楼配电系统的谐波问题纠纷越来越突出。
其原因有二：
其一，办公设备效率，节能以及调速能驱动ASD ，高效荧光照明和电子设备等，引起系统的谐波畸变水平不断升高；
其二，由于这种系统的多用户特点和谐波源的小功率，分散性特征带来责任区分上的困难，因此，当谐波问题发生时，容易引起供用电各方之间的纠纷 。
4.16医疗设备误动作，带来医疗事故，甚至于电源系统遭到破坏。
4.17机场难以正常运行，国防设施受到影响；
4.18金融、证券交易中心，电源误动作，失灵，停电，将会造成重大经济损失；
4.19地铁、轻轨、电气机车、停电、停运造成交通事故。
英国电源质量问题出现的频率统计：
高：
一年造成的停机事故在12次以上；
中：
一年造成的停机事故在1－12次之间；
低：
一年造成的停机事故1次以下；
从表中可以看出谐波造成的停车事故频率很高，在所有三个方面每年事故的报告在12次以上的均在60％以上，而每年至少1次事故的报告为80％以上。
5.谐波的标准要求与检测诊断鉴别
世界上发达的国家与地区对谐波标准限定要求制定大约八十年代开始，其中国际电工委员会IEC 于1982年制定的IEC955－2，后又于1994年修订为IEC－1000－3－3《额定电流不小于16A的设备在低电压系统中电压波动及闪烁的限值》以及1995年修订的IEC－1000－3－2《每相电流小于等于16A的设备谐波电流的发射限值》。
美国－IEEEInstituteofElectrical＆ElcctronicxEngingeers “电子电气工程师协会”1992年制定了谐波限定标准IEEE－1100，1992中指出，当供电非线性负载大于50％时，其变压器应在通常容量的50％下运行。
另外IEEEstd.519－1992标准中明确提出对计算机和类似设备，其谐波电压畸变因数THD 应在5％以下，而对于关键性使用场所如医院和机场等类似场所则要求THD应更低于3％以下。
英国在1988年《供电规程》中就明确指出：
“不允许任何用户非法地干扰其它人的电力供应”。
我国国家技术监督局于1993年发布了GB/T14549－93《电能质量、公用电网谐波》的国家标准，例如，标准中明确规定了电网标称电压380V，电压总谐波畸变率THD 限值5％以下。
为了治理谐波总题，需首先对谐波进行准确地检测，诊断与鉴别。
在交流电路中给出电压和电流数值时，一般总是用方均根值RMS 给出的。
交流电流的方均根值是指一具有同样发热效应的直流电流的电流值。
若以数学方式表示，它是一个周波内瞬间值平方的积分后平均值的平方根。
因此名为方均根值。
真实的方均根值测量曾是非常困难的，大多数便携式测量仪表是不能测量出来，它需要一个宽频带响应和精确的乘法运算功能。
目前，便携式谐波综合数据处理分析仪已经较广泛应用。
它可以在供电现场带电高速操作，并实地进行数据采集，分析处理，并打印记录，提供可靠的准确信息报告，对各种谐波进行诊断与鉴别，例如，FLUKEVIEW41电源谐波分析仪即可满足这些要求，它可以测量电压电流有功功率。
无功功率，V－THD－R％，
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