多谐波失真模型应用研究
电网谐波与失真监测与分析系统设计与实现
电网谐波与失真监测与分析系统设计与实现随着电力系统的发展和电网电力质量的不断提升，电网谐波与失真监测与分析系统的设计与实现成为电力行业的重要研究课题。
本文将以电网谐波与失真监测与分析系统的设计和实现为主线，探讨该系统的原理、功能及其在电力系统中的应用。
电网谐波与失真监测与分析系统是一种通过对电力系统中的谐波与失真进行实时监测和分析，从而评估电力质量状况的系统。
该系统通过测量电网中的电流和电压波形，对电流和电压的频谱进行分析，从而得到电网中的谐波与失真情况。
同时，该系统还可以对电网中谐波与失真的源头进行定位和识别，为电力系统的故障诊断和质量改进提供依据。
在电网谐波与失真监测与分析系统的设计与实现中，关键的技术包括测量电流和电压的方法、信号处理和数据分析算法等。
首先，系统需要采集电网中的电流和电压波形，并进行一定的处理。
传统上，采用Oscilloscope和数据采集卡等设备进行电流和电压的采集。
近年来，随着通信技术和传感器技术的发展，无线传感网络和传感器节点逐渐应用于电力系统中，实现了对电流和电压波形的远程和多点测量。
这大大提高了电网谐波与失真监测与分析系统的可行性和实用性。
其次，对采集到的电流和电压波形进行信号处理是电网谐波与失真监测与分析系统的关键环节。
信号处理旨在提取有用信息、去除噪声并提高信号的可靠性。
常见的信号处理方法包括滤波、变换、谱分析等。
在电网谐波与失真监测与分析系统中，常用的方法是对电流和电压波形进行离散傅立叶变换(DFT)，得到频谱信息。
通过分析电网中的谐波含量和频率分布，可以判断电力系统是否存在谐波问题，并找出主要的谐波源头。
最后，在电网谐波与失真监测与分析系统中，数据的可视化和分析是非常重要的。
通过图表和曲线的形式展示电流和电压的频谱信息，可以直观地了解电网中的谐波和失真程度。
此外，利用数据分析算法，可以对谐波和失真的特征进行挖掘，从而提取有用的信息。
例如，可以根据谐波的频率以及其与电流和电压之间的关系，判断是谐波源出现故障还是非线性负载导致的谐波。
总谐波失真(THD)
总谐波失真百科名片总谐波失真总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。
谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，它通常用百分数来表示。
所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。
一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。
但总谐波失真与频率有关，必须在20-20000Hz的全音频范围内测出。
目录[隐藏]总谐波失真简介总谐波失真解析总谐波失真分类从放大器失真谈总谐波失真THD的其它定义[编辑本段]总谐波失真简介总谐波失真表明功放工作时，由于电路不可避免的振荡或其他谐振产生的二次，三次谐波与实际输入信号叠加，在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分，而是包括了谐波成分的信号，这些多余出来的谐波成分与实际输入信号的对比，用百分比来表示就称为总谐波失真。
一般来说，总谐波失真在1000赫兹附近最小，所以大部分功放表明总谐波失真是用1000赫兹信号做测试，但有些更严格的厂家也提供2 0－20000赫兹范围内的总谐波失真数据。
总谐波失真在1％以下，一般耳朵分辨不出来，超过10％就可以明显听出失真的成分。
这个总谐波失真的数值越小，音色就更加纯净。
一般产品的总谐波失真都小于1％@1kHz，但这个数值越小，表明产品的品质越高。
[编辑本段]总谐波失真解析在解释总谐波失真之前，我们先来了解一下何为谐波失真。
谐波失真是指音箱在工作过程中，由于会产生谐振现象而导致音箱重放声音时出现失真。
尽管音箱中只有基频信号才是声音的原始信号，但由于不可避免地会出现谐振现象（在原始声波的基础上生成二次、三次甚至多次谐波），这样在声音信号中不再只有基频信号，而是还包括由谐波及其倍频成分，这些倍频信号将导致音箱放音时产生失真。
对于普通音箱允许一定谐波信号成分存在，但必须是以对声音基频信号输出不产生大的影响为前提条件。
而总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号（谐波及其倍频成分）比输入信号多出的额外谐波成分，通常用百分数来表示。
关于放大电路失真现象的研究
模拟电子技术研讨论文放大电路失真现象的研究学院：电子信息工程学院专业：通信工程学号：学生：指导教师：***2013年5月目录引言 (3)1.失真类型及产生原因 (3)1.1非线性失真 (3)1.2线性失真 (3)2.各类失真现象分析 (4)2.1截止、饱和和双向失真 (4)2.1.1截止、饱和失真理论分析 (4)2.1.2饱和失真的Mutisim仿真 (4)2.1.3双向失真分析及改善方案 (5)2.2交越失真 (5)2.2.1交越失真理论分析 (5)2.2.2传统交越失真改善方案 (6)2.2.3基于负反馈的改善方案 (6)2.3不对称失真 (7)2.3.1不对称失真概念 (7)2.3.2不对称失真理论分析 (7)2.3.3传统负反馈改善方案 (8)2.3.4多级反相放大改善方案 (8)2.4线性失真 (9)2.4.1线性失真理论分析 (9)2.4.2线性失真电路设计及改善方案仿真 (9)3.用双级反相放大改善不对称失真的电路设计 (10)4.总结 (11)【参考文献】 (12)放大电路失真现象的研究（北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044）摘要：失真问题是模拟电子技术中的一个重要问题，系统化解决失真问题，能够给放大电路在工程中的设计提供便利。
本文简单地介绍了失真的类型，系统地介绍了各类失真现象产生的原因，同时设计了各类失真电路，给出了各类失真的改善方案，对部分失真问题进行了仿真实验。
关键词：非线性失真、线性失真、三极管放大电路、负反馈、Multisim仿真引言在放大电路中，其输出信号应当如实的反映输入信号，即他们尽管在幅度上不同，时间上也可能有延迟，但波形应当是相同的。
但在实际电路中，由于种种原因，输入信号不可能与输入信号的波形完全相同，这种现象叫做失真。
在工程上，电路的失真影响着放大电路的正常使用，在理论上对各种失真现象的原理的研究，有利于工程上快速检测出放大电路失真的原因，从而完善放大电路的设计。
总谐波失真(THD)
总谐波失真百科名片总谐波失真总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。
谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，它通常用百分数来表示。
所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。
一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。
但总谐波失真与频率有关，必须在20-20000Hz的全音频范围内测出。
目录[隐藏]总谐波失真简介总谐波失真解析总谐波失真分类从放大器失真谈总谐波失真THD的其它定义[编辑本段]总谐波失真简介总谐波失真表明功放工作时，由于电路不可避免的振荡或其他谐振产生的二次，三次谐波与实际输入信号叠加，在输出端输出的信号就不单纯是与输入信号完全相同的成分，而是包括了谐波成分的信号，这些多余出来的谐波成分与实际输入信号的对比，用百分比来表示就称为总谐波失真。
一般来说，总谐波失真在1000赫兹附近最小，所以大部分功放表明总谐波失真是用1000赫兹信号做测试，但有些更严格的厂家也提供2 0－20000赫兹范围内的总谐波失真数据。
总谐波失真在1％以下，一般耳朵分辨不出来，超过10％就可以明显听出失真的成分。
这个总谐波失真的数值越小，音色就更加纯净。
一般产品的总谐波失真都小于1％@1kHz，但这个数值越小，表明产品的品质越高。
[编辑本段]总谐波失真解析在解释总谐波失真之前，我们先来了解一下何为谐波失真。
谐波失真是指音箱在工作过程中，由于会产生谐振现象而导致音箱重放声音时出现失真。
尽管音箱中只有基频信号才是声音的原始信号，但由于不可避免地会出现谐振现象（在原始声波的基础上生成二次、三次甚至多次谐波），这样在声音信号中不再只有基频信号，而是还包括由谐波及其倍频成分，这些倍频信号将导致音箱放音时产生失真。
对于普通音箱允许一定谐波信号成分存在，但必须是以对声音基频信号输出不产生大的影响为前提条件。
而总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号（谐波及其倍频成分）比输入信号多出的额外谐波成分，通常用百分数来表示。
电力系统中的谐波与失真分析
电力系统中的谐波与失真分析第一章：引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，负责传输和分配电能到各个终端用户。
然而，随着电子设备的普及和电力负荷的增加，谐波与失真问题也日益突出。
本文将深入探讨电力系统中的谐波与失真分析，旨在帮助读者更好地理解和解决这些问题。
第二章：谐波的概念与分类本章首先介绍谐波的概念，即由基波频率的整数倍频率所组成的电压和电流成分。
接着，对谐波进行分类，包括整数谐波、非整数谐波和间谐波。
同时，详细解释谐波的产生原因，如电弧炉、调制器、非线性电阻等。
第三章：谐波在电力系统中的影响本章着重研究谐波对电力系统的不良影响。
首先，探讨谐波带来的电力设备损坏和寿命降低的问题。
其次，分析谐波对电力耗损的影响，以及对电力质量和能效的影响。
最后，介绍谐波对通信系统和传感器的干扰效应。
第四章：谐波与失真的测量与分析方法本章介绍在电力系统中测量和分析谐波与失真的方法。
首先，介绍常用的谐波分析仪器和设备，如示波器、频谱分析仪和数字电力质量分析仪。
然后，详细介绍各种谐波指标和测量技术，如总谐波失真指数（THD）、功率谐波、频谱分析等。
第五章：谐波与失真的抑制与消除本章讨论谐波与失真的抑制与消除方法。
首先，介绍传统的电路滤波器，包括有源滤波器和无源滤波器。
然后，探讨谐波补偿技术，如谐波抑制变压器、谐波抑制电容器和谐波透明装置。
最后，讨论谐波与失真对策的设计原则和实施建议。
第六章：实例分析与解决方案本章通过实例分析，展示谐波与失真分析在电力系统中的应用。
以某家工厂的电力系统为例，分析谐波对其设备运行和生产效率的影响。
然后，提出相应的解决方案，如安装谐波滤波器、优化电力设备配置等。
通过实例分析，读者将更加深入地理解和学习如何应对电力系统中的谐波与失真问题。
第七章：结论本章对文章进行总结和回顾，并对电力系统中的谐波与失真分析进行进一步展望。
强调谐波与失真分析在提高电力系统可靠性和电力质量方面的重要性，鼓励读者深入研究和创新解决方案。
射频功率放大器的多谐波失真特性建模
最后，本文着重强调了上述多谐波失真特性模型广泛的应用价值。继而 为了验证理论的正确性，本文基于大信号网络分析仪设计了针对高电子迁移 率晶体管的建模实验，结合测量数据，运用不同的建模方法对晶体管建模。 最终，通过对比线性化散射函数和经典的散射参数所建立模型的优缺点，总 结该技术应用于射频功率放大器建模具有很大的可行性和广泛的应用前景。
电磁辐射测试系统的谐波失真分析
652019年第2期 安全与电磁兼容引言按照GB 4824-2013《工业、科学和医疗（ISM）射频设备骚扰特性 限值和测量方法》[1]的分组定义，微波治疗设备属于有意产生并使用射频能量的工科医射频设备。
对于采用外照射的微波治疗设备来说，体表辐射器与组织间的散射和反射形成了空间的电磁辐射。
根据GB 9706.6-2007《医用电气设备 第二部分：微波治疗设备安全专用要求》[2]对微波辐射的要求可知，无用辐射的允许限值导致了可能存在较高的电磁辐射。
对于电磁辐射测试系统来说，过高的输入电平使得测试系统自身会产生较大的谐波失真，从而导致测试失败。
因此，通过建立合理的数学模型，测算测试系统自身在不同输入电平时的谐波失真，进而判断测试系统是否满足标准规定的测试条件，具有一定的工程价值。
1 测试系统的谐波失真对于具有射频放大器和混频器电路的电磁辐射测试系统来说，系统输入/输出的非线性特性可由式（1）[3]表示：V out （t ）=a 1 V in （t ）+a 2V in 2（t ）+a 3V in 3（t ）+……（1） 式（1）中，a n 为非线性增益系数。
设V in （t ）=V in ·cos t ，忽略高阶分量，则：V out （t ）=（1/2）a 2V in 2+[a 1V in +（3/4）a 3V in 3 ]cos t +（1/2）a 2V in 2cos2t +（1/4）a 3V in 3 cos3t + (2)由式（2）可见，系统的二次和三次谐波分量与输入分别存在着二次和三次方的关系。
那么，系统的基波、二次、三次谐波与输入的关系可由图1中的曲线来 表示。
由式（2）可知，若图1中基波曲线的斜率近似为x ，则二次、三次谐波曲线的斜率分别为2x 、3x 。
下面主要分析系统的三次、二次谐波。
1.1 三次谐波对于电磁辐射测试系统来说，过高的输入电平会导致测试系统工作于非线性区，非线性主要由系统的增益压缩所引起。
1.6.7失真分析(
度分析仿真的结果以曲线的形式显示。
用鼠标点击Simulate→Analysis→Sensitivity
Model Parameter）。选择不同的扫描参数类型之后
，还将有不同的项目供进一步选择。
（1）选择元件参数类型
Device Parameter窗口可以选择元件参数类型。
选择Device Parameter后，该区的右边 5个栏出现
与器件参数有关的一些信息，还需进一步选择。
在Device窗口选择所要扫描的元件种类，这里 包括了电路图中所用到的元件种类，如：Capacitor
复为默认值。
图1.6.11 Distortion Analysis Parameters对话框
按“Simulate”（仿真）按钮，即可在显示图上获 得被分析节点的失真曲线图。该分析方法主要被用 于小信号模拟电路的失真分析，元器件噪声模型采 用SPICE模型。
1.6.8 直流扫描分析（DC Sweep Analysis）
Distortion Analysis 对 话 框 有 Analysis Parameters、 Output variables、 Miscellaneous Options 和 Summary 4 个 选 项 ， 其 中 Output variables、
将弹出Distortion Analysis对话框，进入失真分析状态。
十倍频率的分析采样数，默认为10。
在Vertical Scale窗口中，选择纵坐标刻度形式。 坐标
python 总谐波失真计算
一、背景介绍Python 是一种高效的编程语言，被广泛用于科学计算、工程设计和数据分析等领域。
在电力系统分析中，总谐波失真计算是一个重要的工程问题，用于评估电力系统中谐波产生的影响。
本文将介绍利用Python 进行总谐波失真计算的方法和技术。
二、总谐波失真的定义总谐波失真是指电力系统中各种谐波频率的谐波电压和谐波电流的平方和的开方与基本波有效值的比值。
总谐波失真反映了电力系统中谐波电压和谐波电流的整体谐波水平，是评价电力系统谐波特性的重要指标。
三、Python 实现总谐波失真计算的方法1. 导入必要的库Python 中用于科学计算的主要库有 NumPy、SciPy 和 Matplotlib。
在进行总谐波失真计算时，首先需要导入这些库。
2. 采集电力系统的数据总谐波失真计算需要采集电力系统中的电压和电流数据。
通常可以通过传感器或者测量仪器来获取这些数据，然后将数据加载到 Python 中进行后续处理。
3. 计算谐波分量利用快速傅里叶变换（FFT）等方法，可以将采集到的电压和电流数据转换成频域中的谐波分量。
Python 中的 NumPy 和 SciPy 库提供了丰富的数学函数和算法，可以帮助进行谐波分量的计算和分析。
4. 计算总谐波失真一旦得到了各个谐波分量的幅值，就可以利用这些数据计算总谐波失真。
总谐波失真的计算可以通过编写相应的函数来实现，在 Python中可以实现简洁而高效的算法。
5. 结果可视化利用 Matplotlib 库可以将计算得到的总谐波失真结果进行可视化，通过图表展示电力系统中谐波的分布和总体水平。
四、实例分析以某电力系统为例，收集了该系统中的电压和电流数据，经过上述步骤进行总谐波失真计算。
最终得到的总谐波失真结果为 x，说明该电力系统中的谐波含量处于较低（或较高）水平。
五、结论本文介绍了利用 Python 进行总谐波失真计算的方法和技术。
通过Python 的强大数学计算和可视化功能，可以高效地进行电力系统中谐波特性的分析和评估。
分谐波失真
分谐波失真是指信号中产生了额外频率的谐波，导致信号质量下降的现象。
分谐波失真通常是由于放大器、振荡器或其他信号处理设备中的非线性元件引起的。
当这些设备工作在它们的线性范围之外时，输入信号的波形会发生变形，并产生额外的谐波。
分谐波失真可以导致多种问题，例如音频信号的音质下降、视频信号的图像扭曲等。
在音频信号中，分谐波失真可以产生令人不悦的音色变化和噪音。
在视频信号中，分谐波失真可以使图像的边缘变得模糊或出现垂直和水平线条的扭曲。
为了减少分谐波失真，可以采取多种措施，例如使用线性更好的放大器、调整信号电平以使其在设备的线性范围内工作、或者使用滤波器来消除不需要的谐波分量。
在设计和制作音频和视频设备时，通常会优先考虑这些措施来确保信号的质量和可靠性。
谐波背景下动车组电流互感器建模仿真及误差分析
谐波背景下动车组电流互感器建模仿真及误差分析谐波背景下动车组电流互感器建模仿真及误差分析摘要：动车组电流互感器是电气系统中重要的测量装置，能够准确采集电气系统中的电流信号。
然而，在谐波环境下，动车组电流互感器的性能受到严重干扰，可能导致误测、漏测等问题。
为了解决这个问题，本文基于PSCAD/EMTDC软件，对动车组电流互感器进行建模仿真，并对误差进行分析。
1. 引言在电气系统中，电流互感器是非常重要的测量装置之一，它能够准确测量电流信号，并将其转换为可用的电压信号。
然而，在实际应用中，动车组电流互感器存在测量误差的问题，尤其在谐波环境下，这种误差更加明显。
2. 动车组电流互感器建模为了对动车组电流互感器进行建模，本文选择了PSCAD/EMTDC软件。
首先，根据电流互感器的工作原理和结构，建立数学模型。
然后，将该数学模型转化为PSCAD/EMTDC软件的模型，进行仿真。
3. 动车组电流互感器性能分析在完成动车组电流互感器建模后，本文通过设置不同谐波条件，对其性能进行仿真。
通过对仿真结果进行分析，发现在谐波环境下，动车组电流互感器的误差明显增加。
4. 误差分析与解决方案通过对动车组电流互感器的误差进行分析，本文发现主要包括两方面原因：一是动车组电流互感器自身的谐波响应问题，二是传感器与电气系统谐波参数不匹配。
针对这两方面原因，本文提出了相应的解决方案：一是优化动车组电流互感器的设计，提高其谐波抑制能力；二是对电气系统进行谐波参数优化，使其更好地适应动车组电流互感器。
5. 结论通过对动车组电流互感器在谐波背景下的建模仿真及误差分析，本文得出了以下结论：动车组电流互感器的性能受到谐波干扰的影响，可能导致测量误差增加；对动车组电流互感器进行优化设计和电气系统谐波参数优化，能够有效减小测量误差。
6. 展望尽管本文在谐波背景下对动车组电流互感器进行了建模仿真及误差分析，但由于时间和资源的限制，仍有一些问题没有得到充分解决。
设计高精度模拟系统常见谐波失真及方案
设计高精度模拟系统常见谐波失真及方案
噪声和失真是工程师在设计高精度模拟系统常见的两个令人挠头的问题。
但是，当我们查看一个运算放大器数据表中的总谐波失真和噪声(THD+N) 数值时，也许不能立即搞清楚哪一个才是你要应对的敌人：噪声还是失真？
“噪声”描述的是由放大器产生的随机电信号。
“失真”是指由放大器引入的有害谐波。
谐波是频率为输入信号频率整数倍的信号。
总谐波失真和噪声技术规格通过比较失真谐波的电平(Vi) 和RMS噪声电压(Vn) 与输入信号的电平(Vf) 来量化这些因素，使用的方程式如下：
在OPA316的数据表中，这条曲线显示了针对多个配置和输出负载，在频率范围内测得的THD+N。
不幸的是，我们无法立即知道噪声或失真谐波是否对THD+N有更大的影响。
要深入探究这一点，我们可以计算噪声对测量结果产生的影响。
基于DDS的谐波被抑制的直接数字调频信号失真分析.
基于 DDS 的谐波被抑制的直接数字调频信号失真分析王雨,楼培德北京邮电大学电信工程学院,北京 (100876E-mail :摘要:推导了基于 DDS 的谐波被抑制的直接数字调频(DDFM 信号的频谱解析式,以理想 FM 信号为参照,定义了 DDFM 信号的新失真指标:通带内失真总功率(TDI, TDI仅与调制指数β正相关,与调制信号每周期抽样数sfR 反相关。
得到的拟合多项式揭示了 TDI 与sfR 、β的定量关系。
关键词:直接数字调频; DDS ; 频谱;失真中图分类号:TN74 文献标识码:A1. 引言直接数字调频 (DDFM信号发生模块因其出色性能,在雷达、广播、无线通信等领域应用广泛 [1]。
相对理想 FM 信号频谱, DDFM 信号存在失真, 以往较简单结构发生的的 DDFM 信号中包含谐波分量, 但是一种可抑制谐波的新的 DDFM 产生结构 [3]得到了发展, 传统的谐波失真指标就失去意义,有必要研究新的失真指标。
2. 谐波被抑制 DDFM 信号的产生理想幅度归一化调频信号表达式为( cos 22cos(2 t c f b FM S t f t K f d πππττ=−∞⎛⎞+∫⎜⎟⎝⎠(1 DDFM 信号发生模块本质是采用数字跳频方式拟合理想调频信号, 如图 1所示, 调制信号以间隔 m s T 改变 DDS 芯片的频率控制子 (FTW而实现调频。
图 1可抑制谐波的 DDFM 信号发生结构直接讨论图 1所示输出的时域表达式 ( o S t 较困难,假设 LPF (低通滤波器为全通传输, 在后续分析中再考虑 LPF 的作用, 分析会简化, 这样设图 1所示输出 ( op S t , ( op S t 的瞬时频率为:( cos(2 t (,(1 ]op c f b ms ms ms f t f K f nT nT n T π=+∈+ (2求 ( op f t 的 Fourier 级数,可得1sin((1 , 21( cos(2 {:1/, 22n ms ms b n n ms ms b n n msf T l f f n l f t f K f t f T f l fTop c f n lf f n lmsmsf T ππππ∞=−+=−=++==∑−=自然数(31sin( ( cos 2( cos 2cos(2 2(2 op c f n n ms n n ms t N f T S t f d f t K f t f T op f T πππττππππ≈=⎡⎤⎡⎤=++−⎢⎥∑⎢⎥∫⎢⎥⎢⎥−∞⎣⎦⎣⎦(4 ( op S t 中 DDS 特征谐波被忽略,能够证明这不会影响最终结果的正确性。
电气系统中问题谐波失真的常见原因、意义及解决办法
电气系统中问题谐波失真的常见原因、意义及解决办法作者：伊顿Jonathan Rodrigue非线性电气负荷产生的谐波电流增大了电力系统热损耗和终端用户的用电费用。
这些与谐波有关的损耗降低了系统效率，造成设备过热并增加了电力成本和空调费用。
随着谐波产生的负载量不断增加，在扩大或改造现有设施时解决谐波负载的影响变得越来越重要。
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)和每月电费处罚谐波技术概览谐波是频率达基频整数倍的电流或电压。
浅析电力谐波失真的影响
浅析电力谐波失真的影响汤文喆华中科技大学文华学院机电与电气工程学部10电气工程及其自动化专业1班摘要：通过对市场的常用用电力器的谐波状况的调查，我们了解到，目前国内的工业于企业的谐波污染相当严重，尤其是早些年为了提高节能效率，引入了变频电流源和直流电力器的使用，其5次、7次、11次谐波电流的含量分别占基波的20%、11%、6%，这对于小功率的用户而言，还不怎样，但对于大功率的用户来说，危害就很大了，对于高频用户，它用常规的有用功补偿就有办法进行了，有的用户用常规的电力器无功补偿，无法投入电力控制器，有的即便投入了，也对5次谐波电流放大了很多以上，使得电力器、变压器等用电器的铜损、铁损增加了许多，缩短了设备的正常使用寿命，多交了许多电费。
关键词：电力谐波失真一、积分周期控制相反的谐波切换选择角度基于背晶闸管和整个电压半周期。
它通常被称为“爆烧”，爆烧通常被发现于一些应用很长一段时间的恒负载上（例如在电烤炉温度控制）。
基波供电频率不能被用作于常用电路谐波分析的基础，在这种复杂的情况下很难解决，因此产生最高频率的周期电力使用，现在是一个不可变的正弦谐波频率。
如果接通的周期数是N，周期数超过该重复周期，其中f是电源的频率。
参照该最低频率，电流被分析可以表示为在正常操作范围内的变压器励磁的谐波含量电流不显著。
它是唯一通电时和运行时高于其正常电压互感器可以大大降低其谐波的失真率。
谐波失真指原有频率的各种倍频的有害干扰。
缩小1kHZ的正弦频率信号时会产生2kHZ的多次谐波和3kHZ及许多的正弦谐波，理论上此数值越大，失真度越低。
由于放大器不够理想，输出的信号除了包含放大了的输入成分之外，还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍，甚至更高倍的频率成分（谐波），致使输出波形走样。
这种因谐波引起的失真叫做谐波失真。
同样，内部电动势的谐波含量精心设计的同步机器也小。
在传输系统中不平衡的存在转子凸极或负载注入的谐波电流很可能是发电机的主要来源电动势失真。
电力系统谐波分析与仿真
电力系统谐波分析与仿真【摘要】随着社会经济的发展，化工、冶金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，使大量非线性负荷急剧增加，同时种类繁多的照明器具、娱乐设施和家用电器等的普及使用，特别是电子技术、节能技术和控制技术的进步，使得电力系统的正弦电压波形发生畸变，影响系统的运行效率，危害电力系统的安全运行。
而且情况日趋严重，对谐波危害的重视和处理势在必行。
【关键词】电力系统；谐波；仿真分析产生谐波的主要根源是电力电子设备，而它又是提高供电可靠性和传输正弦电压和电流给终端用户的非常有效的手段。
因此，谐波成为一个长期而重要的研究方向，对电力系统工作者提出了新的挑战。
1 电力系统中的谐波源1.1 谐波的定义“谐波”一词起源于声学。
有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪奠定了良好的基础。
傅利叶等提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。
电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。
当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。
1945 J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有变流电力系统、工业、交流及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。
世界各国都对谐波问题予以充分和关注。
国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅利叶级数分解，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。
谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。
电网中有时也存在非整数倍谐波称为非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。
谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”，而现在供电系统谐波污染日趋严重。
1.2 电力系统中主要的谐波源所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。
电力系统谐波与失真特性分析
电力系统谐波与失真特性分析电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，为我们提供电能供应。
然而，由于电力系统中存在各种电气设备和非线性负载，谐波和失真问题成为了电力系统中一个严重而又常见的挑战。
本文将对电力系统的谐波和失真特性进行分析和探讨。
谐波是指电压、电流和功率中的频率为原信号频率的整数倍的分量。
谐波会导致电网中的电流和电压波形变形，并且可能对其他设备产生负面影响。
谐波问题主要由非线性负载引起，如电弧炉、整流器和变频器等。
非线性负载会引发谐波电流，导致电网谐波电压上升。
为了分析谐波，我们可以使用离散傅立叶变换（DFT）或快速傅立叶变换（FFT）将电流和电压信号转换为频谱。
通过查看频谱，我们可以确定电网中存在的各个谐波成分。
此外，我们还可以使用谐波电压源和谐波电流源模型来模拟电力系统中的谐波传播。
谐波的影响会导致电力系统中的多种问题。
首先，谐波会导致电流和电压的畸变，增加电线和设备的损耗，降低系统效率。
其次，谐波会引起系统的过电压和过电流问题，从而可能造成设备的损坏、甚至系统的崩溃。
此外，谐波还会对电能质量产生负面影响，如导致电网频率扭曲和电能计量的不准确性。
为了解决谐波问题，我们可以采取一系列措施。
首先，我们可以通过选择合适的设备和减少非线性负载的使用来减轻谐波问题。
其次，可以使用滤波器来抑制谐波电流和电压。
滤波器可以将谐波分量削弱或消除，从而改善电能质量。
此外，我们还可以设计敏感电子设备，使其对谐波具有更好的抗干扰能力。
除了谐波问题，失真也是电力系统中的一个重要问题。
失真指的是电压或电流波形中的畸变或非正弦特性。
失真主要由非线性负载和电网中的其他干扰源引起。
失真会对电力系统中的设备产生负面影响，并可能导致电能质量下降。
为了分析失真问题，我们可以使用总谐波失真（THD）等指标来评估波形的失真程度。
THD是所有谐波分量幅值与基波幅值的比值。
通常，较高的THD值表示波形中存在更多的失真。
此外，我们还可以使用采样技术和现代测试设备来分析电压和电流波形，以确定失真情况。
谐波失真
介绍
周期信号分析 一个周期信号可以通过傅里叶变换分解为直流分量c0和不同频率的正弦信号的线性叠加： 其中，cm表示m次谐波的幅值，其角频率为mω，初始相位为φm，其有效值为cm/√2。 当m=1时，为基波分量的表达式，其角频率为ω，初始相位为φ1，其方均根值c1/√2称为基波有效值。 ω/2π为基波分量的频率，称为基波频率，基波分量的频率等于交流信号的频率。而m次谐波的频率为基波 频率的整数倍（m倍）。 1、电力领域 在电力领域，各次谐波的方均根值与基波方均根值的比例称为该次谐波的谐波含量。所有谐波的方均根值的 方和根与基波方均根值的比例称为总谐波失真。通常说的谐波失真等同于总谐波失真。 2、音频领域 总谐波失真指音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波 成份。
相关知识
电力行业
变频驱动器VFD（variable frequency drive）在关键电机的调速和优化功率消耗方面具有许多优点，但是 也很容易造成相邻配电系统的谐波失真。配电系统能够吸收部分失真，但是当VFD直接连接在发电机驱动的电路 上时，产生的干扰也可能会影响操作的可靠性。
通常，水处理厂配备有VFD、臭氧发生器以及其它可以造成谐波失真的负载。多数的工厂里也配置了紧急备 用发电机，以备外部电源停止或非正常时为重要设备供电。而工厂的操作人员一直担心，在应急操作时间延长的 情况下，发电机可能发生故障。为了确定故障的程度，操作人员编辑谐波测量结果，比较正常使用和使用备用发 电机时的失真程度，并根据测得的数据通过工程分析来评估谐波抑制技术。
分类
由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的 复合波，其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互 调失真等参数。
运放 总谐波失真
运放（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子器件，常用于放大和处 理电信号。总谐波失真是指输出信号中存在的各阶谐波成分的失真。
运放的理想状态是线性放大器，即输入信号经过放大后输出信号与输入信号成比例。然而 ，在实际应用中，由于运放内部的非线性特性和外部电路的影响，输出信号会出现失真。
为了减小总谐波失真，可以采取以下措施： 1. 选择质量好的运放器件，具有较低的非线性失真特性。 2. 优化外部电路设计，减少对运放的非线性影响。 3. 使用负反馈技术，通过引入反馈电路来抑制非线性失真。 4. 注意信号输入的幅度和频率范围，避免超过运放的线性范围。
运放 总谐波失真
总之，总谐波失真是运放输出信号中存在的各阶谐波成分的失真，通过选择合适的器件、 优化电路设计和采取适当的措施，可以减小总谐波失真，提高运放的性能和信号质量。
总谐波失真是一种常见的失真类型，它是由于运放的非线性特性导致的。当输入信号经过 放大后，输出信号中会出现各阶谐波成分，这些谐波成分会扭曲原始信号的波形，导致失真。
运放 总谐波失真
总谐波失真通常用总谐波失真系数（Total Harmonic Distortion，简称THD）来衡量。 THD表示输出望THD尽 可能小，以保持输出信号的准确性和高保真度。
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的意义。文献［ ］ １ 将大信号散射 函数定义为“ 输人 与输 出离散信 号量值之间的函数关 系” 从形式上 ， 看， 这一概念更容易表达谐波之间的密切关系 ， 其最
大 的优点 在 于 阐述 了相 位共 轭项对 于散 射 波所造 成
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工程界所广泛接受与使用。 本文基于大信号散射 函数理论 ， 在弱非线性条
收稿 日期 ：０ ７— ２— ９ 修 回 日期 ：０ ７一 ５—２ ２０ ０ ２ ； ２０ Ｏ ４ 基金项 目 ： 国家 自然科 学基金 资助 项 目（０７ ０ １ ６ ３２５ ）
华 晓杰 ， 林茂 六 ， 洪剑 孙
（ 哈尔滨工业大学 电子与信息技术研究 院 ， 哈尔滨 １００ ） ５０ １
摘
要 ： 于非 线性 大信 号散 射 函数理 论 ， 基 对一种 用 来线性 化散 射 函数 的新 方法进行 了研 究。 另外 ，
国 一， 测 了输 出散射 波 所应该 具有 的特 性 。最后 ， 用 实际 ＨＥ ∞ 功町 并预 能 利 ＭＴ晶体 管 的测 量数 据 说 明 了应
小的体积， 而大信号激励条件下射频功率放 大器工 作在非线性区 ， 谐波失真等所消耗的功率在收发器 中占大部分 ， 严重影响了系统的整体性能。所以， 设 计一种高效 的射频功率放大器对 于提 高收发器效
的影响。存在的问题 在于大信号散射函数在形式上
很 难 与传 统 的散射 参 数 相 统 一 ， 后 者早 已被 电子 而
ｅ． １
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第４ ７卷 第 ３期 ２０ ０ ７年 ６月
文章编 号 ：０ １ ９ Ｘ（０ ７ ０ ０ １ １ ０ —８ ３ ２ ０ ） ３— ０ ９一Ｏ ５
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ３ １４ ．
Ｊｎ ２ ｏ ｕ ．ｏ７
பைடு நூலகம்
多 谐 波 失 真 模 型 应 用 研 究
ｆ ｎ ｔｏ ｕ ｃｉ ｎ；ｐ ａ ｅ ｎ ｒ ｌ ａ ｉｎ；ｌｎ ａｉａｉ ｎ ｈ ｓ ｏ ｍａ ｉ ｔ ｚ ｏ ｉ ｅ ｒｚ ｔ ｏ
率、 降低能源损耗 、 提高系统工作性能都有十分重大
１ 引 言
随着无线通信技术 的高速发展 ， 工程实践给无 线通信的核心器件——射频功率放大器提 出了越来
文 献标识 码 ： Ａ
中图分类 １ ２ ． 技 号 ：Ｎ７ ２７
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用 多谐 波失真 模 型对精 确分 析非 线性 器件 的重要 意 义。
在弱非线性条件下， 与相位归一化和线性化技术相 结合 ， 分析 了极坐标 系下线性化表达 式的各部分
讥＝ 性蚕 化
咖 ∞
关 键词 ： 射频 功率放 大器 ； 电子 迁移 率 晶体 管 ； 高 多谐 波 失真 模 型 ； 大信 号 散 射 函数 ； 位 归 一化 ； 相 线