在理想狀況下，電壓波形應是周期性標準正弦波，但由於電力系統中存在有大量非線性阻抗特性的供用電設備，這些設備向公用電網注入諧波電流或在公用電網中產生諧波電壓，稱為諧波源。諧波源使得實際的電壓波形偏離正弦波，這種現象稱為電壓正弦波形畸變。通常以諧波來表征。電壓波形畸變的程度用電壓正弦波畸變率來衡量，也稱電壓諧波畸變率，用英文縮寫THDu表示。
基本介紹
- 中文名：電壓諧波總畸變率
- 定義： 在理想狀況下，電壓波形
- 計算方法：電壓諧波畸變率以各次諧波
- 主要危害：導致電力變壓器發熱
電壓諧波總畸變率計算方法,諧波畸變產生的主要危害,
電壓諧波總畸變率計算方法
電壓諧波畸變率以各次諧波電壓的均方根值與基波電壓有效值之比的百分數來表示。
電壓諧波畸變率THDu=√（U2*U2+U3*U3+...+Un*Un）*100%/ U1
式中Un--第n次諧波電壓有效值，U1--基波電壓有效值，
諧波畸變產生的主要危害
（1）導致電力變壓器發熱。諧波導致電力變壓器發熱源於兩方面原因，其一是諧波電流能增加變壓器的銅損和漏磁損耗；其二是諧波電壓能增加鐵損。變壓器的發熱程度直接影響了變壓器使用容量的降低程度。
（2）導致電力電纜發熱。在三相對稱迴路中，三次諧波在三相導線中相位相同，在中性線上疊加後產生了3倍於相線的諧波電流和諧波電壓，導致中性線溫度升高。智慧型建築中大量的OA設備及電子式螢光燈均使三次諧波在系統中的占有率增大，因此諧波引起中性線發熱問題值得關注。當高頻電流通過導線時，電流具有集膚效應，顯然高次諧波電流的存在使線路集膚效應加重，線路外表面電流密度加大，從而導致線路（相線及中性線）發熱。
（3）導致對電子設備的干擾。智慧型建築中自動化及電子信息設備均要求有較高的電源質量，且都工作於低電壓水平，極易受到諧波的干擾而使控制失常。控制失常可能引發三A系統的嚴重故障。
（4）導致低壓配電設備工作異常。諧波畸變可使配電用低壓電器設備（斷路器、漏電保護器、接觸器、熱繼電器等）發生故障。諧波電流使低壓電器設備鐵損、銅損增加，集膚效應加劇，從而產生異常發熱，誤動作等故障。
諧波畸變的防範措施鑒於智慧型建築對三A系統運行的高可靠性要求，應適當採取消除或抑制諧波危害的防範措施如下：
（1）在根據負載確定電力變壓器額定容量時，應考慮諧波畸變而留有格量。在民用建築設計中一般應保證變壓器負荷率為70%～80%左右，該負荷率的工程裕量即可防範諧波引起的變壓器發熱危害。
（2）在電纜截面選擇中應考慮諧波引起線纜發熱的危害。對於聯接諧波主要擾動源設備的配線，確定線纜載流量時應日有足夠裕量，可適當放大一級選擇線纜截面。在三相四線制系統中，應考慮三次諧波電流和高次諧波電流引起的集膚郊應對中性線的發熱危害，即在中性線截面的選擇中國有足夠裕量。
（3）在設計和施工階段，建議採取以下措施抑制諧波對電子設備的干擾。①為該類設備設計專用迴路供電，儘可能避免干擾沿供電線路竄入。②為易受干擾設備加裝線路濾波器，消除或抑制諧波分量，達到淨化電源目的。③使該類設備配線儘可能遠離諧波電流畸變嚴重的線路，以避免空間電磁干擾。
