電網諧波指的是電力系統中含有非基頻(或基波)的周期性相位和幅度變化的電信號。在交流電力系統中，電壓和電流信號以正弦形式變化，并且電壓和電流信號的頻率相等，稱為基波信號，其頻率一般為50Hz或60Hz。然而由于各種非線性負載的存在，會產生比基波頻率高的諧波電流、電壓信號，它們與基波信號疊加在一起，形成了電網諧波。

諧波波形通常不像正弦波形式規則，產生諧波的負載通常是電子裝置和強磁性負載等非線性負載，如計算機、UPS等。諧波波形會扭曲和削弱電力系統的基波電壓和電流波形，對電力系統的安全穩定運行和高效節能造成負面影響。同時，諧波也可能對其它的電子設備造成干擾或甚至破壞。因此，在電力工程中需要采取相應的措施，以降低或消除諧波的影響。

為了減小電網諧波的影響，常用的方法包括添加諧波濾波器、優化負載組織、使用低諧波負載等，這些措施可以有效地減少諧波水平，確保電力系統的安全穩定運行。

電網諧波的工作原理

電網諧波是由于電力負載的不對稱性、非線性或是運行的穩態和暫態變化而產生的高次頻率成分。這些諧波可能會影響電力系統的穩定性和安全性，因此需要對其進行控制和消除。

電網諧波控制是通過諧波濾波器來實現的。諧波濾波器是一種專門用來濾除諧波的設備，它可以選擇性地通過或阻擋諧波信號。諧波濾波器可以分為有源濾波器和無源濾波器。

有源濾波器通過添加外加電源來產生與諧波信號大小相等但相位相反的有源信號，從而抵消或減小電網中的諧波成分。無源濾波器則利用諧波濾波器的諧振原理，在濾波器內部產生一個較強的諧振，從而將諧波電流從電網中分離出來，通過濾波器的輸出端口排除。

不管是有源濾波器還是無源濾波器，都需要對諧波信號進行采樣和控制，以便使諧波濾波器輸出的電流與電網中的諧波電流相反，從而實現諧波的消除和控制。諧波濾波器的工作原理可以使電網諧波降低到安全的水平，從而保證電力系統的穩定性和可靠性。

電網諧波的主要特點

電網諧波可以通過非線性元件，如電弧爐、電動機等設備將無功電流轉換成為有用的功率，因此在工業化生產過程中廣泛應用。電網諧波的主要特點如下：

1. 波形失真：諧波電流與電壓之間的相位差會導致波形失真，使正弦波的形狀發生變化，出現多個振蕩周期。

2. 頻率變化：諧波電流頻率通常是電網基本頻率的整數倍，如3次諧波頻率為50Hz的3倍即150Hz，而5次諧波頻率為50Hz的5倍即250Hz。不同的諧波頻率會導致不同的干擾結果。

3. 能量損失：諧波電流會增加設備的損耗和能源消耗，特別是在非線性元件中。

4. 熱效應：電網諧波電流可以導致電纜、絕緣材料、變壓器等設備的溫度上升，從而導致設備故障和壽命縮短。

5. 相間不平衡：電網諧波電流會導致電壓的相間不平衡，從而影響到電網的穩定性和可靠性。

總之，電網諧波的主要特點包括波形失真、頻率變化、能量損失、熱效應和相間不平衡等，了解這些特點的同時，也需要認識到電網諧波的危害和應對措施，以保障電網的穩定運行，為人們提供更加安全便捷的用電環境。

電網諧波的來源

電網諧波是指在交流電網中存在的頻率為電網基波頻率的整數倍的不同波形。電網諧波的來源主要有以下幾個方面：

1. 非線性負載：當負載中存在非線性元件如電子閘門電路、電子器快開關、振蕩電路等，會產生非線性電流，這樣的電流含有大量高次諧波分量，這些諧波分量被輸送到電網中就會導致電網的諧波污染。

2. 大型電氣設備：對于大型電氣設備而言，如電磁爐、弧爐、鋼鐵軋機、電動機等都可能會產生諧波電流。

3. 放電及開關：有些元件的加工和制造中涉及到放電和開關的行為，如雷擊、放電氣體等，這些行為都容易產生電網的諧波污染。

當電網諧波的含量超過一定比例的時候，會對電力系統的穩定性和可靠性帶來威脅，甚至會對電氣設備造成損壞，因此，在電力系統設計和運行過程中必須加強對電網諧波的監測和控制。

電網諧波的危害

電網諧波是指電力系統中頻率為正弦波基準波的倍數的諧波電壓或電流。它們是與基本電力頻率不同的低頻波動，主要由不同類型的負載引起。電網諧波的危害主要有以下幾點:

1. 設備損壞: 諧波會導致電氣設備和系統發生過熱、噪音增加、振動加劇、絕緣降低等問題，長期下去會導致電氣設備的老化和損壞。

2. 能源損失: 諧波會造成電磁能量的損失，使能量有一定的損失，浪費了電網應該有效利用的電能。

3. 減少穩定性: 諧波會導致電力系統在運行時的穩定性下降，可能導致系統的崩潰或短路故障。

4. 影響電力質量: 諧波對于電力系統中的各種負荷和設備產生的干擾可能會導致電力質量下降，給生產和生活帶來一定的困擾。

總之，電網諧波對電力系統的危害是非常明顯的，嚴重的諧波問題可能導致電力系統的穩定性損害，設備損壞和電力質量下降。為了避免這種危害，需要采取措施，如技術改進和諧波濾波器的使用，以控制電網諧波的生成和傳播，確保電網的安全和可靠運行。

電網諧波的抑制方法

以下是一些常用的電網諧波抑制方法：

1. 諧波濾波器：使用諧波濾波器可以削弱或者消除電網中的諧波，包括有源和無源諧波濾波器，可以根據實際需求進行選擇;

2. 變壓器設計優化：提高變壓器的繞組電容，減少諧波干擾;

3. 旁路電抗器：在電路中引入旁路電抗器(電感或電容)，來削弱諧波、平滑電壓波形;

4. 負載控制：通過控制非線性負載的數量及其運行狀態，盡量減少非線性力電器的諧波污染;

5. 線路調整：諧波傳導的路徑、長度和環境都會對諧波擴散產生影響，可以對線路進行調整和優化;

6. 暫態電容：通過在電路中加入暫態電容，提高電路的暫態抗擾能力，減少諧波干擾;

7. 使用變頻器：針對諧波問題嚴重的場合，可以使用變頻器驅動電機等設備，減少電網諧波產生。

需要根據實際情況綜合選擇不同的抑制方法，維護電網質量，確保電力系統的安全和穩定性。