关于谐波，你了解多少呢？一篇文章带你全面了解谐波的定义、产生的原因、危害及如何消除

定义：在电力系统中，谐波是指对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，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，这部分分量就称为谐波。

一、产生原因

1.电力电子设备 ：整流器、逆变器、变频器等电力电子设备在工作时，会使交流电流和电压发生畸变，从而产生谐波。例如，整流器将交流电转换为直流电时，会产生大量的谐波电流。 这些设备广泛应用于工业、交通、通信等领域，是电力系统中谐波的主要来源之一。

2.电弧设备： 电弧炉、电焊机等电弧设备在工作时，由于电弧的不稳定燃烧，会使电流和电压发生畸变，从而产生谐波。 电弧设备通常具有较大的功率，其产生的谐波对电力系统的影响也比较大。

3.其他设备： 荧光灯、节能灯等气体放电灯在工作时，会产生谐波电流。 计算机、电视机、充电器等电子设备在工作时，也会产生一定量的谐波电流。

二、危害

1.增加电力系统损耗： 谐波电流在电力系统中流动时，会增加线路的电阻损耗和变压器的铁损、铜损等。这不仅会浪费电能，还会降低电力系统的效率。 例如，谐波电流会使变压器的铁芯发热，增加变压器的损耗，缩短变压器的使用寿命。

2.影响电气设备的正常运行： 谐波会使电机产生附加的损耗和发热，降低电机的效率和使用寿命。 谐波还会影响电容器、电抗器等无功补偿设备的正常运行，甚至会导致设备损坏。 例如，谐波电流会使电容器过流、过热，甚至发生爆炸。

3.干扰通信系统： 谐波会在电力系统中产生电磁干扰，影响通信系统的正常运行。 例如，谐波会使电话线路产生杂音，影响通话质量；会使计算机网络出现误码，影响数据传输。

4.引起继电保护和自动装置误动作： 谐波会使继电保护和自动装置的测量误差增大，甚至会导致误动作。 例如，谐波会使过流保护装置误动作，导致不必要的停电事故。

三、治理措施

1.采用滤波器

无源滤波器：由电感、电容和电阻等无源元件组成，可以对特定频率的谐波进行滤波。无源滤波器结构简单、成本低，但滤波效果有限，且可能会与电力系统发生谐振。

有源滤波器：由电力电子器件组成，可以实时检测电力系统中的谐波电流，并产生与之相反的电流进行补偿，从而达到滤波的目的。有源滤波器滤波效果好，但成本较高。

2.优化电力电子设备的设计: 在设计电力电子设备时，可以采用软开关技术、多电平技术等，减少谐波的产生。 还可以增加设备的滤波功能，如在变频器中内置滤波器，减少输出谐波。

3.加强电力系统的管理和监测: 建立健全电力系统的谐波监测体系，及时发现和处理谐波问题。 对电力用户进行谐波管理，限制其谐波注入电网的量。 加强对电力设备的维护和管理，确保设备的正常运行，减少谐波的产生。

安科瑞谐波保护器是安科瑞电气股份有限公司推出的用于治理谐波、保护用电设备的一种装置。其功能特点主要有以下几点：

谐波抑制：可吸收 3kHz~30MHz 频率各种能量的谐波干扰，包括高次谐波、高频噪声、脉冲尖峰、浪涌等，有效减少谐波对用电设备的影响。

电压波形矫正：能够滤除电压尖峰杂波，矫正因谐波影响而产生畸变的电压波形，为用电设备提供稳定的电源。

降低设备故障率：减少了用电设备的故障率和机器误操作，克服了由于高频谐波污染引起的干扰，保障了设备的正常运行。

经济性好：设备本身几乎不耗电，具有超高的经济性。

安装方便：结构设计合理，接线简单，便于安装和维护。

     

应用领域：

工业领域：工厂中的生产线的 PLC、计算机设备控制、高精度数控、DCS 系统等对电能质量要求较高的设备，可使用谐波保护器来保证其正常运行。

医疗领域：医院的 ICU、MRI、手术室 IT 隔离电源、医学成像室、放疗科等场所，医疗设备对电源的稳定性和纯净度要求极高，谐波保护器可以为这些设备提供可靠的电力保障。

公共设施领域：机场、体育场的 EIB 调光系统、主控室、广播系统；剧场、电视台的舞台调光设备、计算机控制系统、LED 大屏幕等场所，需要稳定的电力供应以保证设备的正常运行和演出的顺利进行。

通信领域：电信机房、银行的大型数据中心、安防系统等，对电能质量的要求也非常高，谐波保护器可以有效提高电力系统的稳定性和可靠性。

作者介绍：

曹华伟，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司销售经理一职

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审核编辑 黄宇