典型谐波源的谐波特性分析_0
建筑配电系统谐波的产生与治理
建筑配电系统谐波的产生与治理随着社会现代化的快速发展，越來越多的非线性用电设备被大量的在医院内使用。
非线性元器件造成波形畸变给低压供电网带来了大量的谐波污染。
国家已经制定节能中长期专项规划，提出电力需求侧管理、节能降耗、增加能源效率等重要措施。
因此对民用建筑物的配电系统谐波治理，势在必行。
标签：民用建筑；配电系统；谐波产生；治理一、建筑配电系统典型的谐波源1.1变频设备为了节约能源，大部分建筑均采用变频风机、变频调速电梯等变频设备。
变频器属于换流设备，是非常重要的谐波源，其总谐波电流畸变率达33%以上，变频设备一般为6脉波整流设备，所以会产生大量5、7次的谐波电流及少量的其他次数的谐波电流。
1.2非线性照明用电目前，民用建筑中的照明设备几乎都是谐波源，目前大量使用的而且使用的带电子整流器荧光灯具和LED灯，此类灯具均会引起严重的谐波电流，其中3次谐波为最高，当多个荧光灯接成三相四线负载时，中线上就会流过很大的3次谐波电流。
1.3计算机随着高新技术的逐渐普及，计算机的使用已经非常普遍，特别是大型的办公建筑中。
计算机的使用在企业中是必不可少的，其造成的谐波电流畸变率也很高。
同时，计算机的辅助工作设备也逐渐地出现与使用，都对电流的谐波造成严重的影响。
1.4电子医疗精密设备大型医院内的大型电子医疗设备一般为开关电源供电，开关电源设备会产生3、5、7、9次等谐波注入电网。
其他谐波源还有：各类显示设备、通讯设备、电冰箱等。
二、谐波的危害2.1 对电缆的影响由于趋肤效应，当频率较高的谐波电流流过导体时，导体的有效截面积小于导体的实际截面积，而截面积小，意味着有更大的电阻，也就意味着会产生更大的热量。
当频率较高的谐波电流流过导体时，导体呈现的电阻比基波电流要大，因此同样幅度的谐波电流比基波电流产生更大的热量，导体过热会导致电缆早期老化、甚至诱发火灾。
2.2对变压器的影响谐波电流流过变压器时，会导致变压器发出额外的热量，使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象，导致变压器的实际容量降低。
电力系统中的谐波问题与分析技术研究
电力系统中的谐波问题与分析技术研究引言：现代社会对电力的需求越来越大，电力系统的稳定运行对于社会经济的发展至关重要。
然而，电力系统在运行过程中会面临一些问题，如谐波问题。
谐波是电力系统中的一种普遍现象，它对系统的稳定性和设备的正常运行产生了不可忽视的影响。
因此，对电力系统中的谐波问题进行深入研究和分析，提出相应的解决方法和技术手段是非常必要的。
一、谐波问题的定义与影响1. 谐波的定义谐波是指电力系统中存在的频率是基波频率整数倍的谐振现象。
电力系统中产生谐波的主要原因包括非线性负载、发电机组的谐波励磁和谐波源的接入等。
谐波问题主要表现在电压和电流波形畸变、系统损耗增加以及设备寿命缩短等方面。
2. 谐波问题的影响谐波对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：（1）设备损坏：谐波会导致电力设备的工作电流和温度升高，进而加速设备的老化和损坏；（2）电网损失：谐波会导致电网中的有功和无功损失增加，降低系统的效率；（3）通信干扰：谐波会对通信设备产生干扰，降低通信质量和可靠性。
二、谐波分析技术为了解决电力系统中的谐波问题，需要进行谐波分析，找出谐波源，并提出相应的处理措施。
目前，谐波分析技术主要包括频谱分析和时域分析两种方法。
1. 频谱分析频谱分析是通过观察电力系统中各频率成分的振幅和相位关系，以及谐波频率分布情况来分析谐波问题。
常用的频谱分析方法包括傅里叶变换和小波变换。
（1）傅里叶变换傅里叶变换能够将信号在频域中分解成各个频率成分，并得到各频率成分的幅度和相位信息。
通过对电压或电流波形进行傅里叶变换，可以得到具体的谐波频率及其振幅，从而判断谐波的产生原因。
（2）小波变换小波变换是一种时频分析方法，能够同时提供时间和频率信息。
它通过对信号进行连续的分解，得到各个频率成分在时域和频域上的分布情况，更能反映谐波在时间上的变化特性。
2. 时域分析时域分析是通过观察电力系统中各时刻的电压和电流波形来分析谐波问题。
常用的时域分析方法包括快速傅里叶变换和窗函数法。
电力系统谐波源的种类及其特性
电力系统谐波源的种类及其特性电力系统中的谐波源是指在电网中引起电压或电流谐波的设备或负载。
谐波源的种类较多，主要包括非线性负载、谐波发生器和电弧设备等。
下面将分别介绍谐波源的种类及其特性。
1.非线性负载：非线性负载是电力系统中最主要的谐波源之一、这些负载包括电子设备、电力电子装置、变频器、整流器、照明装置等，其特点是由于非线性元件导致负载电流不是正弦波形，因而引起谐波。
非线性负载的特性包括：-非线性负载会引起电流谐波，并导致电网中电压谐波；-谐波电流的含有量与非线性负载的电流特性有关，比如电流大小、频率、波形等；-谐波源的阻抗会影响电网谐波的传播特性。
2.谐波发生器：谐波发生器是一种能够产生特定谐波频率的装置。
谐波发生器通常用于实验室研究或特定的工业应用中，其特点包括：-可以产生特定频率、幅值和相位的谐波；-通常采用精确的电子元器件来实现特定的谐波频率；-对于实验室研究，谐波发生器可以用于模拟电力系统中各种谐波的情况，以便研究各种谐波对电网的影响。
3.电弧设备：电弧设备是一类常见的谐波源，包括电弧炉、电焊机、电弧炉变压器等。
电弧设备的特点包括：-电弧设备运行时，产生高强度电弧，导致电流非线性特性导致谐波产生；-电弧设备的启动和停止会引起谐波的瞬变；-电弧设备通常具有较低的功率因数，并且由于非线性特性，会引起电网电压谐波。
除了上述谐波源外，还有其他一些不常见的谐波源，如直流传输线的换流设备、电力电子装置的不稳定性等也可能引起谐波。
不同的谐波源具有不同的特性和作用，对电力系统的谐波传播和影响也有一定的区别。
总之，电力系统中的谐波源种类繁多，包括非线性负载、谐波发生器和电弧设备等。
了解不同谐波源的特性，对于分析和解决电网中的谐波问题具有重要的意义。
电力系统谐波的基本特性和测量,配网中的谐波源
电力系统谐波的基本特性和测量谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率是基波频率的整数倍数。
理论上看，非线性负荷是配电网谐波的主要产生因素。
非线性负荷吸收电流和外加端电压为非线性关系，这类负荷的电流不是正弦波，且引起电压波形畸变。
周期性的畸变波形经过傅立叶级数分解后，那些大于基频的分量被称作谐波。
非线性负荷除了产生基频整次谐波外，还可能产生低于基频的次谐波，或高于基波的非整数倍谐波。
电力系统中出现系统短路、开路等事故，而导致系统进入暂态过程引起的谐波，将不归属谐波治理的范畴。
要治理谐波改善供电品质，需要了解谐波类型。
谐波按其性质和波动的快慢可分成四类：准稳态谐波、波动谐波、快速变化的谐波和间谐波四类。
因其多样性和随机性，在实际工作中，要精确评估谐波量值非常困难，所以在IEC 6100-4-7标准中对前三类谐波进行了规定，推荐采用数理统计的方法对谐波进行测量。
兼顾数理统计和数据压缩的需要，标准对测量时段以及通过测量值计算谐波值提出了建议。
国标GB/T 14549-1993采用观察期3s有效测量的各次谐波均方根值的95%概率作为评价谐波的标准。
为简便实用，将实测值按由大到小的方式排序，在舍去前5%个大值后剩余的最大值，近似作为95%的概率值。
实际工作中，通常采用谐波测试仪来监测和分析谐波。
一般来说，将用户接入公用电网的公共连接点作为谐波监测点，测量该点的电压和注入公共电网的电流后，通过对电压和电流的分析，取得谐波测量资料。
相对单点的谐波测量而言，从区域或整个电网角度来看，谐波源的定位和确定谐波模型进而分析它是一个相对复杂的过程。
谐波源定位，一般采用功率方向法和瞬时负荷参数分割法。
而谐波模型分析的方法一般有三种：非线性时域仿真、非线性和线性频率分析。
三种方法的相同点是对电网作适当的线性化处理，只是在处理非线性设备时采取了不同的模拟方式。
配网中的谐波源严格意义上讲，电力网络的每个环节，包括发电、输电、配电、用电都可能产生谐波，其中产生谐波最多位于用电环节上。
谐波分析
一、 谐波：1、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”。
电工技术领域主要研究谐波的发生、传输、测量、危害及抑制，其谐波范围一般 为2≤n ≤40。
根据公式（1）计算谐波电流补偿率KK = ×100%电流总谐波畸变率：THD I =IH I1；IH=（Ih ）2∞ℎ=2×100%；Ih---第h 次谐波电流（方均根值）I1---基波电流（方均根值） 第h 次谐波电流含有率：HRI h =Ih I1×100%2、现有有源滤波器的补偿效果注：试验所用负载为三相整流非线性负载，（2～25）次谐波单机100补偿率:50%负载以上补偿率大于90%；50%负载以下补偿率在70%～90%单机100A 动态响应时间在1ms ～20ms单机100A 功率消耗：8%左右单机100A 噪声：70dB单机100A 无功补偿：补偿前0.2～0.8（容性或感性），补偿后能达到0.98二、 谐波负载现状分析：电网谐波产生主要有以下几种情况：一是发电源质量不高产生谐波； 二是输配电系统产生谐波； 三是用电设备产生的谐波。
如下：1、 变频器（风机、水泵、电梯）、吸塑机负载主要谐波次数：5次、7次2、 电焊机、列车负载主要谐波次数：3次谐波3、 中频炉负载主要谐波次数：5、7、11、13次谐波4、 电弧炉、电石炉主要谐波次数：27次5、 节能灯负载主要谐波次数：3次谐波6、 整流设备（电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等）产生的谐波主要看3次最严重 ，6脉整流会带来 6n+1 6N-1谐波 主要就是5次和7次谐波； 12脉整流就会有 12n+1 12n-1谐波 主要11次和13次谐波 18脉则是 18n+1 补偿前谐波电流畸变率THDi —补偿后谐波电流畸变率THDi补偿前谐波电流畸变率THDi18n-1 17次和19次谐波，一般情况下主要产生5、7次谐波！晶闸管整流设备。
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。
谐波分析产生原因,危害,解决方法【精选文档】
谐波分析一、谐波的相关概述谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般来说是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量，其实谐波是一个正弦波分量。
谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性.由于非线性负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。
当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降,其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变,这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。
电力系统中的谐波源主要有以下几类：（1）电源自身产生的谐波.因为发电机制造的问题，使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波，所产生的电流偏离正弦电流。
(2）非线性负载，如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。
(3）非线性设备的谐波源,如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害主要表现在:（1)谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率.（2)谐波影响各种电气设备的正常工作。
(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引发严重事故.（4）谐波会导致继电保护和自动装置误动作,并使电气测量仪表计量不准确。
（5）谐波对临近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声,降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
三、谐波的分析由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高,谐波已成为电力系统的一大公害.我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。
我国国家技术监督局于93年颁布了国家标准《电能质量-—公用电网谐波》(GB/T 14549—1993）。
该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定，并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。
对以电磁式电压互感器为谐波源的谐波谐振的分析
(Department of Engine A ssignment of J inan Railway B ureau, J inan 250001, China)
Abstra c t: The theory tha t e lec trom agnetic poten tial transformer a s har monic source re sults in har mon ic reso 2
电能质量
范围 ,分次谐波的谐振现象就能产生 , 而高次谐波 谐振所要求的谐振外施电压较高 。
2 谐波谐振的危害
以电磁式电压互感器为谐波源的谐波谐振在 供电系统运行中时有发生 , 直接影响供电设备的 安全运行 , 并对供电系统的正常运行构成威胁 。 ( 1 ) 串联或并联谐振会产生高于电源数倍的 电压 ,施加在回路中的电容器 、 互感器 、 断路器等 设备上 ,引起高压电气设备绝缘损坏 。在熔断器 未及时熔断的情况下 ,会引起电压互感器喷油 、 绕 组烧毁甚至爆炸。 ( 2 ) 谐振引起的过电压可导致氧化锌避雷器 的损坏 。无间隙氧化锌避雷器的过电压耐受能力 有限 , 若选用氧化锌避雷器的直流 1 mA 电压偏 低 , 则在过电压的作用下连续动作 , 最终会发生热 崩溃而损坏 。 (3) 在电压互感器熔断器不能及时熔断的情 况下 ,引起电压互感器二次电压升高 , 对二次继电 保护设备和计量仪表的绝缘造成损坏或引起继电 保护设备的误动。 ( 4 ) 基波谐振时 , 出现虚幻接地现象 ,易引起 值班人员的误判断 , 表现为两相电压升高 ,一相电 压降低 ,线电压正常 ,其现象与单相接地相同 。分 次谐振和高次谐波谐振过电压都表现为三相对地 电压的同时升高 ,而线电压正常 。 ( 5 ) 谐振时电磁式电压互感器铁芯的饱和会 使变比误差增大 ,影响计量 、 测量精度 。 (6) 发生分次谐波 谐振的过电压幅值不高 , 通常不大于 2倍的额定相电压 ,因频率低 ,电压互 感器的电感急速下降 ,使互感器的励磁电流很大 , 可达额定电流的几十倍以上 , 易烧断互感器的高 压熔丝 ,或使互感器因严重过热而烧损 。 ( 7 ) 谐波谐振引起电网的谐波损耗增大 。
电网谐波分析解析
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Rms（均方根）值
? 非正弦周期信号的rms值是：
rms value (值 ) ? H 12 ? H 2 2 ? ... ? Hn 2
H1=基波分量 H2，…， Hn＝谐波分量 缩写词 rms 代表均方根。
? 例： 计算由单相负载（例如个人电脑）引导的 rms 电流： I fund. = 56.2A; Ih3 = 27.2A; Ih5 = 2.7A; Ih7 = 9.2A;
Ih9 = 7.8A.
I rms ? 56 .2 2 ? 27 .2 2 ? 2.7 2 ? 9.2 2 ? 7.8 2
Presented by : Christ CHUNG
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谐波畸变
? 总谐波畸变（THD）：
谐波的rms值与基波的rms值的比率（CIGRE定义）
THD
% = 100 x
H 2 2 + H 3 2 + ... + Hn 2
Presented by : Christ CHUNG
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变速传动装置 ? 3相负载 ? 产生5，7，11，13的高谐波电流 ? 电流是不稳定的
? 谐波电流是
S=23KVA THDI=124% 2.5 12 .5001.5 -0.5 --11.5 -2 -2.5
Presented by : Christ CHUNG
y (t)
1.5
1
0.5
=
0
-0.5
-1
-1.5
h1 (t)
1.5 1 0.5 +0 -0.5 -1 -1.5
h3 (t)
? 谐波是由非线性负载产生
Presented by : Christ CHUNG
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电力系统中谐波分析与治理
电力系统中谐波分析与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，谐波问题却成为了影响电力系统性能的一个重要因素。
谐波的存在不仅会降低电能质量，还可能对电力设备造成损害，增加能耗，甚至影响整个电力系统的安全稳定运行。
因此，对电力系统中的谐波进行深入分析，并采取有效的治理措施，具有极其重要的意义。
一、谐波的产生谐波是指频率为基波频率整数倍的正弦波分量。
在电力系统中，谐波的产生主要源于以下几个方面：1、非线性负载电力系统中的许多负载，如电力电子设备（如变频器、整流器、逆变器等）、电弧炉、荧光灯等，其电流与电压之间不是线性关系，从而导致电流发生畸变，产生谐波。
2、电力变压器变压器的铁芯饱和特性会导致磁化电流出现尖顶波形，进而产生谐波。
3、发电机由于发电机的三相绕组在制作上很难做到绝对对称，以及铁芯的不均匀等因素，也会产生少量的谐波。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害是多方面的，主要包括以下几点：1、增加电能损耗谐波电流在电力线路中流动时，会增加线路的电阻损耗和涡流损耗，导致电能的浪费。
2、影响电力设备的正常运行谐波会使电机产生额外的转矩脉动和发热，降低电机的效率和使用寿命；对电容器来说，谐波可能导致其过电流和过电压，甚至损坏；对于变压器，谐波会增加铁芯损耗和绕组的发热。
3、干扰通信系统谐波会产生电磁干扰，影响通信设备的正常工作，导致信号失真、误码率增加等问题。
4、降低电能质量谐波会使电压和电流波形发生畸变，导致电压波动、闪变等问题，影响供电的可靠性和稳定性。
三、谐波的分析方法为了有效地治理谐波，首先需要对其进行准确的分析和测量。
常见的谐波分析方法主要有以下几种：1、傅里叶变换这是谐波分析中最常用的方法之一。
通过对周期性信号进行傅里叶级数展开，可以得到各次谐波的幅值和相位。
2、快速傅里叶变换（FFT）FFT 是一种快速计算傅里叶变换的算法，大大提高了计算效率，适用于对大量数据的实时分析。
煤矿电力系统谐波分析及治理
煤矿电力系统谐波分析及治理随着现代化生产的发展和大规模的工程建设，各种电气设备的应用越来越广泛，同时也带来了严重的谐波问题。
谐波是指振动周期不同但频率为原频率整数倍的正弦波信号叠加形成的现象，其对电力系统的影响主要表现在三个方面：一是造成电网质量下降，如电压略微的跳动、波形变形等；二是对各种电气设备的寿命和运行安全产生威胁；三是从事特殊用途的电力设备或器件，如计算机、模数转换器等，会造成其失真或故障。
煤矿电力系统相对于一般电力系统，其复杂性更大，因为煤矿作为重要的生产基地和能源基地，其需求大体上包括生产、生活和机电设备等多方面，经营单位电力设备的种类繁多且互相间的使用频率也不同，这些设备的实际负载、运行时长等各异，因而使谐波问题成为煤矿电力系统中的主要问题之一。
煤矿电力系统中的谐波问题主要来源于以下几个方面：1.煤矿生产中大量使用变频器、电子式节能灯等电子设备。
2.煤矿电气设备中长距离进出口输电线路，从而使谐波问题进一步加剧。
3.煤矿电力系统中并联运行的电容电抗器组，由于不同制造厂家沟通不畅，设备质量和性能有差异，也会加剧谐波问题。
4.煤矿电力系统中原本的电源电压含有谐波，而该电压谐波程度与前面所述的因素有关。
为了解决煤矿电力系统中的谐波问题，需要进行谐波分析和相应的治理措施。
其中，谐波分析通常包括以下几个方面：1.谐波的测量采用谐波分析仪或功率分析仪等仪器对电路中的电压和电流进行测量，确定谐波存在的频率、振幅和相位关系。
同时，基于测量结果，对谐波源进行定位。
2.谐波特性的分析基于谐波测量的数据，对煤矿电力系统中的谐波进行分析，包括谐波的频率、能量、幅值等特性。
这些特性数据对于制定治理措施和选择治理设备非常有用。
在确定谐波来源后，可以针对性地进行治理，比如针对变频器等电子设备的谐波问题，可以通过选用合适的滤波器或线缆，或进行优化控制等方法进行治理。
4.谐波损耗的计算在了解谐波的特性和来源后，还需要对系统内的谐波损耗进行计算，这可以帮助决定谐波治理的优先级和治理后的效果。
常见谐波源谐波含量
典型设备产生的谐波概况1、变频器根据三菱电机提供的数据，使用二极管三相桥整流变频器时，不同配置下的谐波含量如表4所示。
（实际应用中常用的谐波抑制措施，除了上文所提及的使用电抗器外，主要还有12相整流和使用可控整流等方式）2、电弧炉电弧炉的功率因数一般在0.8-0.85 之间。
非线性负载，无规律负荷（变化的）。
电弧炉资料可参见该网页/view/f566b150f01dc281e53af0c4.html。
冶炼金属应用的电弧炉一般是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。
主要用于炼钢、精炼钢液等。
主要是2、3、4、5、6等较为低次谐波，间隙波丰富，导致电网电压和电流的畸变，并产生强烈的电压波动和闪变，导致电压不稳。
电弧炉的功率因数一般在0.8-0.85 之间，由于谐波的存在，无功补偿装置极易损毁，因此安装谐波滤波器兼无功补偿装置是抑制谐波电流和电压畸变、补偿无功的主要办法之一。
电弧炉电能质量治理，一般采用采用以下几种装置：一、静止型动态无功功率补偿（SVC或MSVC）装置。
不但能滤除谐波，也稳定电压，并且能够改善三相电压不平衡。
SVC装置的动态部分有TCR和MCR 两种。
二、无源滤波器（FC）。
因其结构简单，价格低，运行、维护方便，能够有效改善谐波，也被冶炼、机械加工企业广泛应用。
但对于电压波动和三相不平衡作用不大。
三、静止动态无功发生器（SVG）。
价格昂贵，中小企业用户很少使用。
四、高压抗谐波补偿（LC）装置。
用于对电网对谐波等指标要求不高的系统提高功率因数。
投资（FC）一般可在15~24个月左右收回投资成本，SVC稍长。
3、中频炉中频炉功率因数一般在0.85~0.9之间4、电冰箱3次谐波10%～13%，5次谐波3%～5%，7次谐波含量0.5%～2%。
5、变频空调6、洗衣机3次谐波21%～40%，5次谐波4.5%～9%，7次谐波含量3%～6%。
7、LED灯8、荧光灯9、电梯10、UPS11、整流器12、电焊机/view/ebbec505cc17552707220844.html。
谐波分析（HarmonicAnalysis）
谐波分析(HarmonicAnalysis)第 21章谐波分析Harmonic Analysis因为电力电子设备的广泛应用,如变速驱动器,后备电源UPS,静态功率转换器等,电力系统电压和电流质量已经严重影响到很多领域。
在这些领域中除了基频外还有其它不同的频率存在会使电压和电流波形产生畸变。
通常是基波的整数倍,叫做谐波。
除了电力电子设备外,一些非线性设备或饱和变压器,荧光灯和双向离子变流器等也是影响电力系统质量的因素。
?欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-1 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析简介电力系统谐波会导致一系列问题如设备过热,功率因数降低,设备性能破坏,保护设备不正常操作,通讯设备的干扰等,在这些情况下很可能导致电路共振,从而引发电力设备绝缘故障和其它设备的严重损坏。
更严重的是一个区域的谐波电流会渗透到系统电网或其它领域从而导致整个系统的电压和电流畸变。
随着电力系统中日益增多的使用电子设备,这种现象是电力质量方面主要考虑的问题。
可通过计算机仿真对电力系统谐波现象进行模拟和分析。
PowerStation谐波分析程序为你提供了精确模拟电力设备模型的最好工具,模拟依赖于频率的模型,非线性或其它在谐波源存在的情况下具有的特性。
该程序有两种分析方法:谐波潮流和谐波频率扫描,都是电力系统谐波分析中最流行并有效的分析方法。
综合使用这两种方法,可计算不同的谐波并与工业标准限制相比较,就可发现存在的和潜在的电力质量问题,以及与谐波相关的安全性问题。
发现问题的原因并设计不同的减缓问题和校正问题的方案。
PowerStation谐波潮流分析的主要功能如下: 普通和集成数据库三维数据结构,包括无限的图形显示、无限配置和多种数据修正版本环形,放射型或综合型系统带有多平衡母线的系统带有电岛子系统的系统有零阻抗支路的系统母连开关有带电母线和支路的系统根据运行温度自动调整电缆/线路电阻根据容限自动调整变压器阻抗根据容限自动调整限流电抗器阻抗多种负荷类型负荷调整系数完整的基本潮流计算基本潮流的自动变压器带载分接头设定依赖于频率的转子电机阻抗模型? 模拟非线性和依赖于频率的电缆/线路以及变压器阻抗其它电力系统设备和负荷模型变压器相移对谐波的影响电机和变压器绕组接法和接地形式对谐波的影响谐波电流输入方法正序、负序和零序谐波谐波次数可达 73次谐波电压源谐波电流源用户可扩展的谐波源库根据设备类型分类的用户可选择的谐波源欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-2 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析简介以 IEEE为标准的不同谐波指标计算母线电压和支路电流的总 RMS值母线电压和支路电流的总 ASUM值母线电压和支路电流的总谐波畸变母线电压和支路电流的通讯干扰因数? 支路电流的 I*T 乘积不同形式的嵌入式谐波滤波器根据不同标准的自动滤波器规格计算检验并标识滤波器过载检验谐波滤波器的性能分析结果的单线图显示显示基本潮流,总和单个谐波畸变的滑动条查看并打印电压和电流波形图查看并打印电压和电流频谱图输入数据,基本潮流结果,电压和电流谐波指标的文本报告,谐波电压和电流表格可预设定格式的Crystal ?报告标识超过母线总体和单个谐波畸变极限的情况PowerStation谐波频率扫描分析的主要功能如下: 相同系统和设备模型的谐波潮流分析和基本潮流分析依赖于频率的模型的转子电机阻抗非线性和依赖于频率的模型的电缆/线性和变压器阻抗依赖于频率的模型的其它电力系统设备和负荷变压器相移电机和变压器绕组连接和接地方式不同形式的嵌入式谐波滤波器根据不同标准的滤波器规格计算用户自定义的频率扫描范围和步长分析结果的单线图显示在所选择的频率下用滑条显示母线输入阻抗幅值和相角可查看并打印的母线输入阻抗图形可查看并打印的母线输入阻抗相角图形? 输入数据、基本潮流结果的文本报告和母线输入阻抗幅值和相角的表格欧特艾远东(南京)计算机技术有限公司 21-3 ETAP PowerStation 4.7 谐波分析分析工具条21.1 分析工具条Study Toolbar处于谐波分析模式中时,谐波分析工具条显示在屏幕上。
谐波谐振产生的原因及危害分析
谐波谐振产生的原因及危害分析摘要：在电网运行中，不可避免地会产生谐波和谐振。
当谐波谐振发生时，其电压幅值高、变化速度快、持续时间长，轻则影响设备的安全稳定运行，重则可使开关柜爆炸、毁坏设备，甚至造成大面积停电等严重事故。
本文就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍，供参考。
1.定义谐波是一个周期的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，又称高次谐波。
通俗地说，基波频率是50HZ，那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。
谐振是交流电路的一种特定工作状况，是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相位的，当电路中的负载或电源频率发生变化，使电压相量与电流相量同相时，称这时的电路工作状态为谐振。
谐波在电网中长期存在，而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。
2.产生的原因谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷（谐波源），如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。
谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件，在某些情况下，如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等，在部分电路中形成谐振。
谐波也可产生谐振，由谐波源和系统中的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。
3.造成的危害3.1谐波的危害谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统产生干扰。
电力电子设备广泛应用以前，人们对谐振及其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染没有引起足够的重视。
近三四十年来，各种电力、电子装置的迅速使用，使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。
谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。
（1）谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。
谐波简要分析
谐波分析一、谐波的定义电力系统谐波的定义是指对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与基波频率相同部分的分量，还得到一系列频率大于基波频率的分量，这部分称为谐波。
即电网中电压或电流除了频率为50Hz部分电压或电流部分，其余电压或电流频率高于50Hz部分为谐波。
频率为基波频率50Hz的多少倍即称为多少次谐波。
二、谐波的产生谐波产生的根本原因是由于电压通过非线性负载时波形发生了畸变，电压与电流不成线性（不成正比）关系造成的。
电力系统中主要是非线性设备、逆变负荷设备产生谐波，现在着重分析非线性设备，如整流器、开关电源等。
以最简单的二极管为例：二极管的管压降为0.7V，当通过交流电压时，电源电压与负载电压波形如下：负载电压与输入电压不成比例即输入电压发生了畸变，畸变电压、电流造成谐波。
谐波之所以有危害是因为这些造成谐波设备在吸收发动机供给的基波能量时，又把部分基波能量转换成谐波能量向系统输送，使其它设备受干扰甚至使供电系统发生畸变。
三、谐波的危害谐波因为其电流大，频率高且不同于基波频率等特点对不同的设备造成不同的影响。
（一）、使变压器基波负载容量下降，噪音变大。
（二）、使电动机，发电机效率降低；（三）、使电力电缆发热。
（四）、使继电保护自动装置误动作。
（五）、对功率因数补偿柜的影响电容组容抗随频率增高而降低，谐波电流频率高，因而流过电容组时电流增大，使电容器寿命缩短。
电容补偿只能解决相位滞后而不能解决电流畸变，不能出来谐波问题。
增加电容使电路阻抗复杂，容易形成电路谐振。
（六）、谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗，浪费用电。
谐波部分能量加载于负载上，虽然做了有用功和无用功，但这些做功没必要。
四、谐波的治理国家颁布的《电力供应与使用条例》第十九条规定：用户受电端的供电质量应当符合国家标准或者电力行业标准。
作为电能质量之一的《电能质量-公用电网谐波》对谐波电压畸变及谐波电流做了详细规定：针对谐波的治理两种方法：一是采用无源滤波或有源滤波电路谐波来旁路或滤除谐波；二率校正电路对装置本身进行改造，使其补偿所产生的谐波。
谐波
jianbo035实习小编一级(40) | 我的百科 | 我的知道 | 我的消息(0/0)| 百度首页 | 退出新闻网页贴吧知道MP3图片视频百科设置∙首页∙自然∙文化∙地理∙历史∙生活∙社会∙艺术∙人物∙经济∙科学∙体育编辑词条谐波目录[隐藏]一、谐波的来源二、谐波的定义三、谐波的产生四、谐波的分类五、谐波的参数六、与谐波有关的参数定义七、谐波的危害八、国内治理谐波污染的几种方法一、谐波的来源二、谐波的定义三、谐波的产生四、谐波的分类五、谐波的参数六、与谐波有关的参数定义七、谐波的危害八、国内治理谐波污染的几种方法∙九、谐波污染治理有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。
傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。
[编辑本段]一、谐波的来源“谐波”一词起源于声学。
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。
当时在德谐波波形图国，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年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。
[编辑本段]二、谐波的定义谐波（harmonic)定义：谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
产生的原因：由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。
主要非线性负载有UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等。
谐波的危害：降低系统容量如变压器、断路器、电缆等；加速设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备；危害生产安全与稳定；浪费电能等。
谐波的治理：有源电力滤波器是治理谐波的最优产品。
[编辑本段]三、谐波的产生用傅立叶分析原理，能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。
在电力系统中，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，即电路中有谐波产生。
谐波源总结
谐波源及其相关知识一、谐波概述谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅立叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常也称为高次谐波，而基波是指其频率与工频相同的分量。
谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网产生谐波电压的电气设备。
二、主要的谐波源电力系统中的谐波来自电气设备，也就是说来自发电设备和用电设备。
电弧加热设备：如电弧炉、电焊机等。
感应加热设备：如中频炉等。
交流整流的直流用电设备：如电力机车、电解、电镀等。
交流整流再逆变用电设备：如变频调速、变频空调等。
开关电源设备：如、彩色电视机、电脑、电子整流器等。
1、发电机、变压器等由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。
2、变频器（1）变频器工作原理简介变频器是工业调速传动领域中应用较为广泛的设备之一。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用把工频（50Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，整流电路将交流电转换成直流电；逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，逆变电路将直流电再逆变成交流电，且输出为PWM波形；中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率直流，中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波；控制电路完成对主电路的控制。
其中由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载。
因此，以变频器为代表的电力电子装置是供用电网中最主要的谐波源之一。
（2）变频器产生谐波的机理交直交变频器产生谐波的机理变频器输出侧产生谐波的机理是：凡是在电源侧有整流回路的都产生因其非线性引起的谐波。
在逆变电路中，对于电压型电路来说，输出电压是矩形波。
谐波
关于谐波的知识
改善电能质量 降低用电成本
什么是谐波 ?
畸变的正弦波产生谐波 畸变的电流波产生电流谐波. 畸变的电压波产生电压谐波. 傅立叶变换可以将畸变波分解为基波和N次谐波列的成分. Nth 次谐波 对应 n.Fs频率. 由于半波对称，通常普遍存在的是奇次谐波.
改善电能质量 降低用电成本
谐波滤波器的特性
容性
Impedance
感性
fR= 谐振频率 f < fR - 容性 f > fR - 感性
谐波滤波器基于fR 怎样接近谐波频率 来分类
fR
Frequency
改善电能质量 降低用电成本
谐波滤波器的分类
非调谐(Detuned)或谐波抑制滤波器
谐振频率
fR< 最低主谐波频率的90%.
选择谐波滤波器的标准
调谐(tuned)滤波器 功率因数调整和减低 THD(V)极为重要.
If 采用普通电容器则吸收电流 > 它的额定电流的130%. 安装调谐滤波器需要进行谐波研究（规划）. 每一个安装位置（谐波点）都要进行特定设计. 非常大的, 因为它传送大量的谐波电流 ，因而昂贵.
改善电能质量 降低用电成本
非调谐(detuned)滤波器的设计特点
非调谐滤波器由特定设计的电容器和电抗器的匹配对 组成. 非调谐滤波器被设计成在线路额定电压下，供应额定 无功. 电抗器和电容器组合套件按照额定调谐参数进行设计. 在440V电压，采用7%额定调谐参数的标准非调谐滤 波器有15, 20, 25, 30 & 50 kVAr的可选容量系列.
M
等效负载阻抗ZL”
谐波讲解
什么是谐波？谐波有什么伤害？一、谐波1.什么称为谐波：在电力系统中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，即电路中有谐波产生。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(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。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。
谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为l00Hz，3次谐波则是150Hz。
一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。
对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7、11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。
“谐波”一词起源于声学。
有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。
傅里叶等人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年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，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。
70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通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。
谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。
谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
谐波概述
n=k × p ± 1 n:谐波阶次 谐波阶次 k:常数 (=1,2,3,…) (=1,2,3,…) p:设备脉冲数 三相设备( 三相设备(p= 6) k =1n= 5 ,7 =1n k=2n=11, 13 =2n k=3n=17, 19 =3n
…..
谐波源的谐波频谱
设备频率设备频率 阻抗分析
变压器
谐波电流 I5, I7, I11 …
6% 电抗器
电容器 LOAD
设备频率设备频率 阻抗分析
变压器阻抗: 变压器阻抗
Z( )
X TR ( n ) = 2 × π × f n × L
XL(n)= XC(n)
XTR(n)
f(Hz)
f0=204
避免过电流分析 避免过电流分析
谐波的分类
相序分类
正序谐波( 正序谐波( 3n +1 )
例如: 例如: 4th, 7th, ---
负序谐波( 3n - 1 )
例如: 例如: 2nd, 5th, 8th, ---
零序谐波( 零序谐波( 3n )
例如: 例如:3rd, 6th, ---
( n :正整数) 正整数)
谐波的分类
相序分类
其它
谐波源
直流设备
AC
+
直流电机 电镀 DC 电解 电信 电池充电机
-
谐波源
变频驱动设备
+
AC P DC W M AC
M
造纸、纺织、空调、印刷….. 造纸、纺织、空调、印刷…..
谐波源
单相设备
AC A N 计算机、显示屏、灯光、 音响、加热设备--计算机、显示屏、灯光、 音响、加热设备--DC
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典型谐波源的谐波特性分析
典型的谐波源主要有三种类型，即电弧型、电子开关型和铁磁饱和型，这刚好对应着电弧炉、电力电子类负荷以及铁芯变压器和电抗器三类可能导致大量谐波产生的非线性负荷。
牵引类负荷和风力发电设备属于电力电子类负荷。
本文以下就此三类负荷的谐波特性进行详细分析。
1、电弧型谐波源的谐波特性
由于电弧炉炼钢在技术，经济上的优越性，近年来这种方法得到了很快的发展。
根据电弧炉的容量及冶炼要求，熔炼的负载周期为2-8小时。
熔炼过程的前0.5-1小时为融化期，其特征是在电极和固态原料之间形成极不稳定的电弧，该时期的三相电流大而不平衡，波动较大，向固态原料提供大量的能量使其融化;接着为包括氧化和还原过程的精练期，此时的电弧电流比较稳定，波动大为减小，只需供给补偿热量损失而使温度保持恒定的能量，所以三相电流小而比较平衡。
在炼钢的过程中交流电弧炉的电弧电流会产生非正弦畸变和各次谐波，对电网产生极大的干扰。
交流电流过零后的起燃及形成电弧，伏安特性高度非线性，电流波形产生不规则的畸变。
随着熔炼过程的进行，各相、各时刻的电流波形大小各不相同，电流变化大、谐波含量高、具有很大随机性。
在整个熔炼周期，融化期的谐波含量大于精练期，此时电流波形的不对称还会产生较大的偶次谐波。
根据实际测量和分析，电弧炉的谐波电流成分主要为2-7次，其中2、3次最大，其平均值可达基波分量的5%-10%。
2、电力电子类谐波源的谐波特性
随着电力工业的不断发展，在电力系统中，各种不同类型、不同容量、服务于不同目的的电力电子换流设备不断得到广泛应用。
由于电力电子设备中存在非线性元件，如晶体管和晶闸管等，它们大都具有开关电路的特性，其输出电压、电流往往是周期性或非周期性变化的非正弦波。
电力电子设备已经成为了电力系统中的主要谐波源之一。
电力电子装置产生的谐波有特征次谐波和非特征次谐波之分。
特征谐波指装置正常运行条件下所产生的谐波，非特征次谐波主要指设备异常运行条件下产生的谐波。
以三相桥式全控整流电路为例，三相桥电路中电力电子元件的导通顺序如图2-3所示，元件导通的依据是奇偶编号元件上哪两个元件承受的电压最大（奇数为正，偶数为负），则这两个元件导通。
例如，当uab最大时，T1和T6导通，之后uac大于uab，这时T2代替T6导通，由于电源为三相对称电源，每个元件导通120°。
T1导通时，有ia为正矩形波的电流，当T4导通时，有ia为负矩形波的电
流，正负矩形波的幅值均为恒定的直流电流Id。
两个矩形波各宽120°，相距180°。
對ia的波形进行傅立叶级数展开，可得：
在三相桥式全控整流电路中，交流侧的电流中仅含6k±1（k为正整数）次谐波，各次谐波的有效值与谐波的次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。
而在重叠角γ = 0的情况下，α的改变仅将电流波形平移了一个α角度，电流的波形及宽度并没有发生变化，其特征谐波、谐波有效值与基波有效值的比值都不会发生变化。
3、铁磁饱和类谐波源的谐波特性
铁磁饱和类设备主要为各种变压器和铁芯电抗器，由于铁芯磁路的饱和特性，使系统侧（电源侧）提供的激磁电流波形产生畸变。
下面我们主要以变压器为例，对这类负荷的非线性特性进行分析。
变压器的励磁回路实质上就是具有铁芯绕组的电路，在不考虑磁滞及铁芯饱和状态时，它基本上是线性电路。
铁芯饱和后它就是非线性的，即使外加电压是正弦波，电流也会发生畸变，饱和越深电流的畸变现象就会越严重。
根据变压器的工作原理，当忽略绕组的电阻和漏抗时，变压器原边电压u1与电动势e1的瞬时方程式为：
公式 2 4
公式 2 5
式中，Em为电动势e1的最大值，ω为正弦电动势的角频率，N1为变压器原边绕组的匝数，Φ为铁芯中的主磁通，Φm为主磁通的最大值。
空载时原边正弦电压产生正弦磁通，由于磁通和励磁电流为非线性的关系，所以原边电流不是纯正弦波。
图 2 4变压器磁化曲线和励磁电流对应关系
磁通Φ和它产生的励磁电流i是用铁芯的磁化曲线来表征的。
由钢片叠成的没有磁滞损耗的理想铁芯的磁化曲线如图2-4所示，当原边电压u1为正弦波，变压器的铁芯主磁通Φ及其产生的反电动势e1也应该为正弦波，以使其一次侧达到电动势平衡，即u1=-e1。
主磁通Φ通过铁芯的磁滞回线由系统侧的空载电流i0激磁产生。
励磁电流i0为图中所示的尖顶波，主要含三次谐波。
为了供给铁芯的磁滞损失，i0中包含了一个很小的与e1反相的正弦基波成分，造成其波形的左右扭曲。
不计磁滞，纯由铁芯饱和基本磁化曲线产生的励磁电流畸变波形可以从i0波形中扣除该正弦波成分，便得到左右对成的尖顶波。
因此，空载电流和励磁电流中的谐波成分相同。
铁磁饱和型谐波源产生的谐波电
流有以下特点：
（1）空载电流i0为对于横轴镜像对称的尖顶波，仅含有奇次谐波，以3、5、7次为主。
（2）谐波电流的大小与铁磁材料的饱和特性及设计时选择的工作点即工作磁通密度有关，前者决定饱和特性，后者决定饱和程度。
磁通密度高，可以节约铁芯原材料，但会使谐波含量增大。
（3）谐波电流的大小与设备运行时的系统电压u1有关。
系统运行电压越高，运行点越深入饱和区，i0的波形畸变越大，谐波含量急剧上升。
夜间，系统负荷减小，电压升高，其谐波对系统影响增大。
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