W sieci elektroenergetycznej prądu przemiennego, ze względu na działanie wielu nieliniowych urządzeń elektrycznych, przebiegi napięcia i prądu nie są w rzeczywistości przebiegami sinusoidalnymi, ale falami niesinusoidalnymi o różnym stopniu zniekształcenia. Harmoniczna odnosi się do ilości energii elektrycznej zawartej w prądzie, którego częstotliwość jest całkowitą wielokrotnością fali podstawowej i ogólnie odnosi się do rozkładu szeregu Fouriera okresowego ładunku niesinusoidalnego, oprócz energii elektrycznej wytwarzanej przez częstotliwość podstawową, pozostała część energii elektrycznej wytwarzanej przez prąd większy niż częstotliwość podstawowa nazywana jest harmonicznymi. Rząd harmoniczny to stosunek częstotliwości harmonicznej do częstotliwości podstawowej (n=fn/f1). Wykres przebiegu harmonicznego pokazano na rysunku 1 poniżej, a diagram rozkładu harmonicznych pokazano na rysunku 2 poniżej.

Częstotliwość podstawowa to częstotliwość sieci (częstotliwość sieciowa 50 Hz), częstotliwość harmoniczna (h) to całkowity stosunek częstotliwości harmonicznej do częstotliwości podstawowej, a częstotliwość fali przerywanej (ih) to stosunek częstotliwości fali przerywanej do częstotliwości częstotliwość podstawowa. Na przykład, gdy fala podstawowa wynosi 50 Hz, druga harmoniczna ma częstotliwość 100 Hz, a trzecia harmoniczna ma częstotliwość 150 Hz, jak pokazano na rysunku 3 poniżej. Zgodnie z „Power Quality Public Grid Harmonics GB/T 14549--93” całkowity współczynnik odkształceń napięcia mieści się w granicach 5%.

Rysunek 3

2.Główne urządzenie generujące harmoniczne

Obciążenia nieliniowe: zasilacze impulsowe (SMPS), stateczniki do elektronicznych lamp fluorescencyjnych, napędy regulujące prędkość, zasilacze bezprzerwowe (UPS), sprzęt z rdzeniem magnetycznym (transformatory, silniki itp.) oraz sprzęt gospodarstwa domowego (np. telewizory)
Sprzęt prostowniczy: Ogólnie rzecz biorąc, wielofazowy sprzęt komutatorowy to największa liczba źródeł harmonicznych w systemie elektroenergetycznym, a jego obwód główny zwykle nie ma przewodów neutralnych, prostowników (AC-DC), falowników (AC-DC-AC) i częstotliwości przetwornice (AC-DC-AC, AC-AC)

3. Szkodliwość harmonicznych
1ï¼ Harmoniczne mogą powodować rezonans napięcia w systemie elektroenergetycznym, powodować przepięcia i mogą uszkodzić izolację urządzeń liniowych. Kiedy przez przewód neutralny przepływa duża liczba trzeciej harmonicznej, linia może się przegrzać, a nawet spowodować pożar.

2ï¼Harmoniki powodują nieprawidłowe działanie zabezpieczeń przekaźników i urządzeń automatycznych systemu, a jednocześnie prowadzą do niedokładności pomiarów elektrycznych przyrządów pomiarowych.

3ï¼Impedancja kondensatora w stosunku do wyższych harmonicznych jest bardzo mała, więc gdy napięcie zawierające wyższe harmoniczne zostanie przyłożone do obu końców kondensatora, kondensator może łatwo zostać przeciążony i uszkodzony.

4ï¼Prąd harmoniczny doprowadzi do wzrostu strat mocy w liniach elektroenergetycznych.