电网谐波来自于3个方面：

1.发电源质量不高产生谐波：发电机由于三相绕组在制作上很难做到对称，铁心也很难做到均匀一致和其他一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。

2.是输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5%。

3.是用电设备产生的谐波：晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中3次谐波的含量可达基波的 30%;接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流;如果是12脉冲整流器，也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占全部谐波的近40%，这是大的谐波源。 [1] 

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。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。目前我国应用的发电机有两大类：隐极机和凸极机。隐极机多用于汽轮发电机，凸极机多用于水轮发电机。

对于谐波分量而言，隐极机较好于凸极机，但随着科技进步，可控硅、IGBT等电子励磁装置的投入，使发电机的谐波分量有所上升。当发电机的端电压高于额定电压的10%以上时，由于电机的磁饱和，会使电压的三次谐波明显增加。同样在变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时，也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。由于电网电压偏移在±7%以下，所以发电、变电设备产生的谐波分量都比较小，比规定的考核标准低的多，因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾。

为此，影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备，也就是说非线性用电设备是主要的谐波源，非线性用电设备主要有以下四大类：

· 电弧加热设备：如电弧炉、电焊机等。

· 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：如中频炉、彩色电视机、电脑、电子整流器等。

这些用电设备都是非线性用电设备，但它们产生的谐波各不相同，具体举例分析如下：

电弧加热设备是由于电弧在70伏以上才会起弧，才会有弧电流，并且灭弧电压略低于起弧电压，造成弧电流与弧电压的非线性。

此外，弧电流的波形还有非对称性。正是由于弧电流是非正弦波，造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大，而且多为18次以下的低次谐波污染。其实电焊机在上世纪四、五十年代已广泛应用。由于当时电弧加热设备量少，电焊机应用的同时率就更小了，对整个电网的影响比较小，但发现在烧电焊时，局部低压电网的电压和电流变化很大，有较大的谐波影响。

交流整流直流用电设备的谐波产生的原因是由于整流设备有一个阀电压，在小于阀电压时，电流为零。这类用电设备为了提供平稳的直流电源，在整流设备中加入了储能元件（滤波电容和滤波电感），从而使阀电压提高，加激了谐波的产生量。为了控制直流用电设备的电压和电流，在整流设备中应用了可控硅，这使得该类设备的谐波污染更严重，而且谐波的次数比较低。

交流整流再逆变用电设备，在交流变直流过程中产生的谐波与上述的交流整流直流用电设备一样，它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流，这类设备产生的谐波分量不但有低次谐波，也有高次谐波。

虽然这类设备单台容量比上述两类设备容量要小，但它的分布面广，数量多，是推广使用的技术手段，因此它的谐波污染应引起关注。

1．谐波对系统的普遍影响

首先，谐波会增加设备的铜耗、铁耗和介质损耗进而加剧热应力，从而运行中需要降低设备的额定出力。其次，谐波还可以使电压峰值增大，若忽略相位差，则峰值电压上升的标幺值就等于电压峰值系数，这种电压升高会导致绝缘应力升高，有可能使电缆绝缘击穿。之后，谐波还会引起负载设备损坏（这里负载设备损坏广义的定义为由电压畸变引起的设备故障或工作不正常），并缩短设备寿命。

另外，3倍数次谐波即使在负载平衡的情况下也会使中性线带电流，并且此电流有可能等于可能大于相电流。这种情况会导致零地电位差的升高，而且中性线上的开关和电缆等的选取都需要做出适当调整。此外，如果谐波引起了谐振，则谐振电流会在电源系统中引起更大的破坏。

2．谐波影响柴油发电机组的正常供电

柴油发电机组的内阻相对市电要大得多，谐波所造成的电压波形失真也大很多。因此，在市电供电时，谐波的影响不易发现；但当油机供电时，谐波对供电系统的影响就会明显得多，比如使油机输出的电压波形出现严重失真。这时，如果油机的控制部分对严重失真的输出波形进行判断，就可能会认为是过压、超频等原因，从而造成油机停机；或者使UPS等通信重要负荷不能使用油机电源，而是依靠蓄电池放电供电，如市电停电时间过长，就会造成UPS停机。所以，针对输入电流谐波含量较大的设备，都要求增大油机与设备的配比倍数（即将油机降容使用），即将油机容量增大到设备容量的2～5倍，以减小谐波失真和绕组的发热等情况。但这种方法的成本是昂贵的，而且也不能保障UPS和柴油发电机组的完全兼容，由于柴油发电机组的欠载，还会引出油发电机组运行维护方面的问题。

另外，谐波使发电机的铜损和铁损增加。当发电机的自然振荡频率在脉动磁场频率附近时，发电机会发生超同步谐振。

3．谐波对电容器组的影响

谐波对电容器组的影响也比较严重，主要有以下几种情况。

●电容器由于谐波电流而过载，因为电容器的电抗随着频率的升高而减小，这使得电容器称为谐波的吸收点。同时，谐波电压产生大电流会引起电容器熔丝熔断。

●谐波往往会使介质损耗增加，其直接后果是额外的发热和设备的寿命缩短。

●电容器和电源电感结合构成并联谐振电路，其谐振频率可以计算得出。在谐振情况下谐波被放大，电压会大大高于电压额定值并导致电容器损坏或熔丝熔断。

4．谐波对变压器的影响

谐波环境下的变压器会受到如下损害。

●负载损耗增加。负载损耗包括铜耗和杂散损耗（线圈涡流损耗）。杂散损耗是决定由非线性负载引起的变压器铁心额外发热损耗的重要因素。

●磁滞和涡流损耗增加。这些损耗会随着频率的升高而大大增加，而且由谐波引起的涡流损耗比由谐波引起的磁滞损耗大。

●变压器电感与功率因数校正电容器之间可能产生谐振。

●由于峰值电压增加而导致绝缘应力增加。

上述损耗会导致变压器发热及相应的寿命损失。

5．谐波对保护装置、通信电路和电子设备等的影响

谐波还会干扰保护继电器、测量设备、控制电路和通信电路以及用户电子设备等，还会使灵敏设备发生误动作或元件故障。谐波在以下几个方面影响保护和控制装置、测量设备、通信电路和电子负载。

●谐波影响断路器的开断能力。

●受电压和电流峰值或零值控制的继电器会受到谐波的影响。在有谐波存在时，机电型继电器的延时特性会改变。零序电流继电器不能区分零序电流和3次谐波电流，从而导致误跳闸。

●测量仪表对非正弦信号呈现出不同的响应特性，从而导致计量不准确。

●谐波通过感性耦合干扰电话线路。

●由于过零点的移动，谐波影响电子装置和控制电路的正常工作。

●谐波干扰用户负载，这对计算机系统值得关注。

●谐波缩短白炽灯的寿命和引起荧光灯的故障。