谐波不和谐？---电气系统中问题谐波失真的常见原因、意义及解决办法

谐波电流对配电系统及其馈电的设施具有明显影响。在规划系统扩建或改造时必须考虑它们的影响。此外，确定非线性负载的规模和位置也是所有维护、故障排除和修理计划的重要组成部分之一。

现代电力系统中的谐波问题

谐波是指正常电流波形的一种失真，一般是由非线性负载发射的。开关模式电源(SMPS)、调速电机及驱动、复印机、个人电脑、激光打印机、传真机、电池充电器以及UPS等都属于非线性负载。单相非线性负载在现代办公大楼中较为常见，而三相非线性负载则普遍存在于工厂和工业车间里。

多数配电系统上的大部分非线性电力负载来自SMPS设备。比如，所有计算机系统使用SMPS把市电交流电压转换为供内部电子设备使用的稳定低压直流电。这些非线性电源会产生高振幅短脉冲电流，造成电流和电压波形严重失真——谐波失真，一般按总谐波失真(THD)衡量。该失真向后传播回到电源系统，将影响连接在同一电源上的其他设备。

多数电力系统可以容忍一定程度的谐波电流，但当谐波在总负载中所占比例较为明显时就会出现问题。随着这些频率较高的电流流经电力系统，它们会造成通信错误、过热和硬件受损，比如：

·配电设备、电缆、变压器、备用发电机等过热

·谐波阻抗造成的高电压和环流

·发热并浪费电能的高中性线电流

·因电压失真严重导致设备故障

·增大了连接设备中的内部能耗，造成元器件失效并缩短使用寿命

·支路断路器伪跳闸

·计量错误

·配线和配电系统失火

·发电机失效

·高振幅系数及有关问题

·降低系统功率因数，导致可用功率减小(kW对kVA)和每月电费处罚