谐波定义

谐波是什么意思引言：在日常生活中，我们常常会听到关于谐波的概念，无论是在物理学、音乐领域，还是在电力传输和振动分析等领域中，谐波都扮演着重要的角色。

但是，对于一般人来说，谐波究竟是什么意思？为了更好地理解和解答这个问题，本文将深入探讨谐波的定义、产生机制以及它在不同领域的应用。

一、谐波的定义和特点谐波是指一个波动现象中所包含的频率是基频（或基波）频率的整数倍。

通俗地说，谐波是原始波的倍频或倍数倍振荡，这种倍数关系使得谐波以一种特定的规律在时间和空间中重复出现。

在物理学中，谐波可以说明各种波动现象，例如机械波、电磁波和声波中的波动。

取绳波（或弦波）为例，当弦上产生一定频率的波动时，根据波动方程的解析解，可以得到多个频率的谐波（或泛音）。

每一个谐波都对应着不同的频率和振幅，它们共同构成了泛音序列。

二、谐波的产生机制谐波的产生通常是由于一些物理或者工程系统的非线性特性。

例如，当弹簧振子超过一定振幅时，会发生非线性变形，进而产生谐波。

同样，电力系统中的非线性负载、电力电子设备以及工业机械设备的启停等，都可能激发谐波的产生。

在音乐中，乐器演奏也会产生谐波，对应于不同谐波的能量分布会产生音色的差别。

例如，对于同一个乐器弹奏的不同音调，其基频是相同的，而谐波的存在则使得不同音调的音色有所区别。

三、谐波在不同领域的应用1. 物理学中的应用：谐波在物理学中具有广泛的应用，对于波动现象的研究非常重要。

谐波分析可以帮助我们了解波动系统的性质，从而优化设备的设计和性能。

同时，谐波的研究还有助于探索波动现象的规律和机制。

2. 电力工程中的应用：在电力系统中，谐波是电能传输和配电过程中的一项重要问题。

非线性负载、电力电子设备以及对称性破坏等都可能引起谐波污染，对电力设备和系统造成不良影响。

因此，谐波分析在电力工程中具有重要意义，可以帮助预防和解决谐波问题，保障电网的稳定运行。

3. 音乐领域中的应用：谐波在音乐领域中也扮演着重要的角色。

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。

电力系统谐波基本原理一、谐波定义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。

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。

当电流流经非线性负载时，负载不能吸收全部的基波能量，剩余的部分就会以高次谐波的形式释放出来。

二、谐波产生电力系统中的谐波主要来源于两方面：一方面是由于发电机和变压器等元件的非线性特性；另一方面是由于电力电子设备、整流器、逆变器等的大量应用。

这些设备在正常工作时会产生大量的谐波电流，注入到电力系统中，对电力系统造成影响。

三、谐波频率谐波的频率是基波频率的整数倍。

对于50Hz的基波频率，其产生的谐波主要为50Hz、100Hz、150Hz等。

对于400Hz的基波频率，其产生的谐波主要为400Hz、800Hz、1200Hz等。

四、谐波影响谐波对电力系统的影响是多方面的，主要表现在以下几个方面：1. 增加电力损耗：由于谐波的存在，会导致线损增加，特别是在高次谐波的场合下，线损会更加明显。

2. 影响设备正常运行：谐波会导致变压器、电动机等设备的效率降低，甚至引发设备故障。

3. 干扰通信系统：高次谐波会对通信线路产生干扰，影响通信质量。

4. 引发继电保护误动作：谐波会导致继电保护装置误动作，从而引发停电事故。

5. 影响电子设备：对于电子设备来说，谐波会影响其正常工作，导致设备性能下降。

五、谐波抑制为了减小谐波对电力系统的影响，需要采取相应的措施来抑制谐波的产生和传播。

常用的抑制谐波的方法包括：1. 改善供电系统设计：采用合适的变压器连接方式和合理的供电布局，降低系统中各元件的谐波产生量。

2. 增加无功补偿装置：通过在系统中增加无功补偿装置，可以提高系统的功率因数，减小谐波电流。

3. 采用滤波器：滤波器是抑制谐波的重要手段之一，可以通过滤波器将特定频率的谐波进行过滤。

4. 使用有源滤波器：有源滤波器能够主动产生与谐波大小相等、方向相反的电流，对系统中的谐波进行补偿，达到消除谐波的目的。

高压直流输电线路中的谐波分析与滤波引言：高压直流输电作为一种高效、低损耗的电力传输方式，得到了广泛的应用。

然而，在实际的应用过程中，由于诸多因素的影响，高压直流输电中会产生各种谐波问题。

本文将从谐波的概念、产生原因、分析方法和滤波技术等方面，对高压直流输电线路中的谐波问题进行探讨。

一、谐波的概念和产生原因1.1 谐波的定义谐波是指在电力系统中，频率是基波频率整数倍的波形。

一般情况下，电力系统中的谐波主要包括3次、5次、7次等奇次谐波和2次、4次、6次等偶次谐波。

1.2 谐波的产生原因谐波的产生与电力系统中的非线性设备密切相关。

在高压直流输电中，主要的谐波产生装置包括经桥整流器、组串电感器、滤波器等。

这些设备的非线性特性会导致电流和电压的畸变，进而产生谐波。

二、高压直流输电线路中谐波分析的方法2.1 多谐波分析法多谐波分析法是一种常用的谐波分析方法。

它通过对高压直流输电线路中的电压、电流进行采样，并利用傅里叶变换将信号从时域转换到频域，进而得到谐波成分的频率、相位和幅值等信息。

2.2 矩阵法矩阵法是一种较为精确的谐波分析方法。

它通过建立电压-电流矩阵关系，利用矩阵运算进行谐波分析。

相比于多谐波分析法，矩阵法能够更准确地描述高压直流输电线路中的谐波特性。

三、高压直流输电线路中的谐波滤波技术3.1 无源谐波滤波技术无源谐波滤波技术是一种通过并联谐振电路实现谐波滤波的方法。

该技术主要通过选择谐波频率和合适的谐波电阻，将谐波电流引入谐振电路，并将其消耗在电阻上，从而实现谐波滤波的效果。

3.2 有源谐波滤波技术有源谐波滤波技术是一种利用可控硅等元件实现谐波滤波的方法。

该技术通过引入逆变器和滤波器等装置，对谐波电流进行补偿或抑制，从而达到谐波滤波的目的。

四、高压直流输电线路中谐波滤波的效果评价4.1 谐波抑制率谐波抑制率是评价谐波滤波效果的重要指标。

它衡量了谐波信号经过滤波后剩余谐波成分的比例。

一般来说，谐波抑制率越高，说明滤波效果越好。

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。

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”。

目前公司常用测试输入电流谐波的仪器有TEK 系列示波器（可采用WAVESTAR 软件进行谐波分析），测试输出电压谐波的仪器有GW GAD-201G （失真仪）和TEK 系列示波器（可采用WAVESTAR 软件进行谐波分析）。

使用下面的方法计算信号的THD ： () ++++++=272625242322211A A A A A A A THD 其中A 1是幅频特性中基波的幅值，而A 2 、A 3、A 4、A 5、……分别是2、3、4、5、……次谐波的幅值。

选取不同数量的谐波分量，可以计算出对应的THD 值。

采用WAVESTAR 软件进行分析可以得到完整谐波分析数据，下图为分析得出的柱型图，从图中可以针对各次谐波异常的状况采取相应的对策进行改善： Harmonic magnitude as a % of the fundamental amplitude0.0%0.7%1.5%2.2%3.0%3.7%4.4%5.2%5.9%6.6%7.4%8.1%Voltage:Current: Ch 1# Harmonics: 20Type: Current Magnitude波峰因数定义为交流信号峰值与有效值之比（峰均比），典型的波峰因数是： 正弦波：1.414；方波： 1；25％的占空比的脉冲：2 。

波峰因数（CREST FACTOR ）的概念在UPS 行业是用来衡量UPS 带非线性负载的能力，对线性负载（R LOAD ）而言，正弦波电流峰值Ipeak 与均方根值Irms 之比为1.414:1；在非线性负载（RCD LOAD ）时，波峰因数则被认定为：在相同的有功功率条件下，非线性负载的电流峰值与非线性负载电流均方根值之比。

说明谐波、间谐波和次谐波的区别摘要：一、谐波、间谐波和次谐波的定义及特点二、谐波、间谐波和次谐波之间的区别三、实际应用中的区分和重要性正文：在电磁学、信号处理等领域，谐波、间谐波和次谐波是常见的术语，它们在电力系统、通信系统等方面有着广泛的应用。

下面我们将详细探讨这三者之间的区别。

一、谐波、间谐波和次谐波的定义及特点1.谐波：谐波是指在正弦波基础上，频率为整数倍基频的波形。

它具有频率整数倍、相位连续、波形对称等特点。

谐波在电力系统中主要由非线性负载和电源不平衡引起。

2.间谐波：间谐波是指频率不是基频整数倍的波形，它存在于非线性系统、非线性元件和多个频率的线性组合中。

间谐波的波形和相位无规律，能量分布较分散。

3.次谐波：次谐波是指频率是基频的整数倍的波形，但其倍数小于谐波。

次谐波的能量较低，对电力系统和通信系统的影响较小。

二、谐波、间谐波和次谐波之间的区别1.频率：谐波是基频的整数倍，间谐波不是基频整数倍，次谐波是基频的整数倍但倍数小于谐波。

2.波形和相位：谐波和次谐波具有对称的波形和连续的相位，间谐波的波形和相位无规律。

3.能量分布：谐波和次谐波能量相对集中，间谐波能量分布较分散。

4.产生原因：谐波主要由非线性负载和电源不平衡引起，间谐波和非线性系统、非线性元件以及多个频率的线性组合有关，次谐波产生原因与谐波相似，但影响较小。

三、实际应用中的区分和重要性1.电力系统：谐波、间谐波和次谐波会影响电力系统的稳定性和电能质量，如引起设备过热、噪音、损耗增加等问题。

通过对这三者的分析和控制，可以降低电力系统的故障风险，提高电能利用率。

2.通信系统：谐波和间谐波会对通信信号产生干扰，导致信号失真、误码率增加等问题。

研究和消除这些干扰有助于提高通信系统的可靠性和稳定性。

3.谐波、间谐波和次谐波的区分在电力系统设计和故障诊断中具有重要意义。

通过对这三者的分析和研究，可以有效评估电力系统的运行状态，为电力系统的优化和管理提供科学依据。

有源电力滤波器（APF）一、谐波定义随着工业技术的进步发展，越来越多的电力电子装置等非线性负载应用于企业当中，在带来节能与能量积极变换一面的同时，也产生了谐波等电能质量问题。

所谓谐波，它是电能质量的重要指标，谐波电流是系统电压施加于非线性负载产生的，是频率为基波频率整数倍的电流。

电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波，我国电网规定频率是50HZ，电力网络中除基波（50HZ）外，任一周期性的电压和电流信号，其频率为大于1整数倍基波频率。

二、谐波源（！）非线性负载，例二极管整流电路（AC/DC）（2）三相电压或电流不对称性负载（3）UPS电源，EPS电源（4）晶闸管调压装置或调速电路（5）电镀设备（6）电弧炉、电石炉、硅铁炉（7）电焊机（8）起重机械（9）变频器（10）软启动装置综上所述，电力系统谐波源可以分为两大类：1.含有半导体非线性元件的电力电子装置谐波源近年来，电力电子装置应用日益广泛，而电力电子装置普遍采用非线性元件如二极管、晶闸管等，在一定条件下使负荷电流波形畸变，产生高次谐波。

在各种电力电子设备中，整流电路装置所占比例最大。

整流电路是一种将交流电能转变为直流电能的变换器，由于交流电力系统是最经济便捷的供电方式，所以大多数电气和电子装置采用由交流电网取得电能然后再转换为对用户而言最方便的电能形式。

而在其中采用一个直流储能环节作为两端交流器接口，而作为前端变流器的就是整流器，整流器工作过程中产生大量高次谐波。

2.含有电弧和铁磁非线设备的谐波源三、谐波的危害（1）对变压器的影响：谐波电流使铜损增加、漏磁增大；谐波功率造成噪音增大、温升提高。

（2）对电力电线的影响：谐波电流易过载，导致过热、破坏绝缘、集肤效应加大（3）对控制系统的影响：电压零点漂移、线电压的不等、仪表仪器的指示不准，以致控制判断错误，甚至控制系统失灵；（4）对电容的影响：因谐波产生，易使电容器产生过电流、过电压、过温度，造成击穿损坏，原因是谐波电流易发生并联谐振，产生大电流，串联谐振产生过电压。

谐波的定义为：其频率为基波的倍数的辅波或分量。

一般是正弦或余弦的形式。

可以拿音乐来理解，吉他和古筝演奏同一个音的时候我们只能感到音高是相同的，但音质会有明显区别，这个音高相同其实就是这个音的基波，同时还会产生整倍数这个音的很多频率，这些不是基波的叫偕波。

由于2种乐器结构不同，它们所产生的偕波总和是大不相同的，所以音质就不同，但是它听起来和基波还是和谐的，我们才能分辨不同的乐器。

就向2个人发一个相同的音可能音高一样，但因为各自产生偕波不同，还是有区别的。

电子学里道理是一样的，有时候我们想要的是纯净的单一频率基波，但比较困难，总会有整倍数的电波同时产生，这些就是谐波有些谐波是有害的，要治理，有些又可以加以利用。

归根结底任何方法产生波形都不具有单一性，总会有偕波存在的。

谐波对于电网的危害非常大，主要表现在以下方面：1.由于电网主要是按基波设计的。

由于LC元件的存在，虽然在基波时不会发生谐振，但在某个特定谐波时却可能引起谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，电网谐振引起设备过电压，产生谐波过流，对设备造成危害。

特别是对电容器和与之串联的电抗器。

其中，特别要注意的是，由于电容器是容性负载，能与电网上感性设备（其它设备主要是感性设备）配合，构成共振条件，又由于其大小与谐波频率成反比，因此，电容更容易吸收谐波共振电流，引起电容过载，造成电容损坏，或者熔丝熔断。

2.使电网中的电气设备产生额外的损耗（谐波功率），降低了设备的效率，同时谐波会影响设备的正常工作，例如变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，电机产生机械振动等故障，绝缘部分老化、变质，严重时候甚至设备损坏。

3.导致继电保护和自动装置误动或拒动，造成不必要的损失，谐波会使电气测量仪表测量不准确，造成计量误差。

另外，谐波还会产生对设备附近的通信系统产生干扰等其他危害。

谐波来源1、中频炉、电弧炉等设备是该地区谐波的主要来源中频炉、电弧炉等作为一类高效的加热源已经非常普及。

谐波定义一、谐波定义供电系统谐波的定义是对周期性的非正弦电量进行傅立有叶级数分解，除了得到与电网基波相同的分量，还得到一系列大于电网基本频率相同的分量，这部分电量称为谐波.谐波频率与基波的比值（n=fn/f1)称为谐波次数。

电网中有时也存在整数倍谐波，称为谐波（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，其频率范围一般为2≤n≤50.二、谐波源向公用电网注水谐波电流在公用电网上产生谐波电压的电气设备称位谐波源。

具有非线性特性的电气是主要的谐波源，例如带有电子器件的交流设备，交流控制器和电弧炉、感应炉、荧光灯、变压器等。

我国工业也越来越朵的使用产生谐波的电器设备，例如晶闸管电路供电的直流提升机、交-变频率装置、轧钢支流转动装置、晶闸管串级调速的风机水泵和冶炼电弧等。

这些设备取用的电流是非正弦的，其谐波分量使系统正弦电压产生畸变。

谐波电流的量取决于谐波源设备本身的特性极及其工作状况，而与电网参数无关，故可视为恒流源。

各种晶闸管电路产生的谐波次数与其电路形式有关，称为该电路的特征谐波。

对称三相变流低那路的网侧特征谐波次数为：PN±1（正整数）式中P为一个电网周期内脉冲触发次数（或称脉冲次数）。

除特征谐波外，在三相电压不平衡，触发脉冲不对或非稳定工作状态下，上述电路还会产生非特征谐波。

进行谐波分析和计算最有意义的是特征谐波，当电网接有多个谐波源时，由于各谐波源的同次谐波电流分量的相位不同，其和将小于各分量的算术和。

变压器激磁电流中含有3，5，7等各次谐波分量。

由于变压器的原副边组中总有一组为角形接法，为3次谐波提供了通路，故3次谐波电流不流入电网。

三、电力系统抑制谐波的措施为了把谐波对电力系统的干扰（污染）限制在系统可以接受范围内，我国和国际上分别颁布了电力系统谐波管理暂行规定和IEC标准，明确了各种谐波源产生谐波的极限值。

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。