諧波電流的估算有時是很困難的，因為影響諧波電流大小的因素很多，例如有功負(fù)荷的大小，變流器的類別和控制要求等等，而某些情況，甚至無法估算，例如電弧爐、弧焊機(jī)等，這就只有等待設(shè)備運行后的諧波測量。但從下面的分析中可以看出變流器發(fā)射的諧波電流還是有一定的規(guī)律的。如果變電所的負(fù)荷中，變流設(shè)備占了一定的比重，估算出諧波騷擾量和系統(tǒng)阻抗，就可以考慮諧波治理的予案；又如民用建筑中，單相負(fù)荷電流若包含有零序諧波成分（3次及3的倍數(shù)次諧波），可能對中性及開關(guān)的第4級帶來麻煩?？傊?，估算可能并不準(zhǔn)確，但它是諧波治理的基礎(chǔ)。

2.諧波源分類

2.2諧波源分類

（1）半導(dǎo)體變流器

半導(dǎo)體器件是可控的，例如晶閘管（SCR），也可以是不可控，例如二級管，這些變流器又可分為三類，它們有各自單獨的諧波發(fā)射規(guī)律。移相調(diào)壓，輸出仍是交流，正弦波被切出一部分，因而輸出不是正弦波，有效值隨移相角增大而變小，白熾燈調(diào)光器，取暖爐和電炊具控制器輸出電流。典型設(shè)備如軟A啟動器，白熾燈調(diào)光器，取曖爐和電炊具控制器等，有三相也有單相的，常用電功率器件為晶閘管反并聯(lián)或雙向晶閘管。

另外還有一種是通斷調(diào)壓，輸出的每個交流正弦波是完整的，但不足50HZ，按比例被切去了一部分周波，例如剩下的周波數(shù)若為40HZ，則輸出電功率為80％，可用于控制電阻爐加熱的溫度。輸入線電流的諧波成分減少，但50HZ附近的間諧波量增加，本文對此不討論。

直流輸出用電感濾波的整流橋，從交流側(cè)發(fā)射出的諧波具有電流源的性質(zhì)，也可稱為電流型諧波源。整流橋可以是不可控的二級管，也可為晶閘管，*常見的設(shè)備為電冶金電化學(xué)直流電源、直流調(diào)速裝置等。

直流輸出用大電容濾波的整流橋，則交流側(cè)諧波具有電壓源的性質(zhì)，也可稱為電壓型諧波源，*常見的設(shè)備為PWM變頻器（逆變器的輸入整流橋為大電容濾波），UPS以及大量的要用上直流日用電器，它們大都是用交流電源經(jīng)整流（大電容濾波），再經(jīng)PWM變成各種不同直流電壓且可以穩(wěn)壓的直流電源。

（2）電阻決定于電流的非線性阻抗

典型設(shè)備為交流電弧爐，交流弧焊機(jī)，熒光燈（直接接入交流電源的），氣體放電燈。

（3）飽和電抗的投入

可產(chǎn)生瞬態(tài)諧波，例如電動機(jī)，變壓器的投入，有電容時也可產(chǎn)生瞬態(tài)諧波。

3.變流器諧波發(fā)射量的計算

直流整流裝置已有較長的應(yīng)用歷史，電冶金電化學(xué)用大功率整流裝置屢見不鮮，因此電流源諧波量的計算技術(shù)應(yīng)該比較成熟。移相調(diào)壓交流控制器電路及其原理相對較簡單，諧波量的計算也較容易。但采用大電容在直流側(cè)濾波的整流裝置由于采用PWM技術(shù)的變頻調(diào)速大量應(yīng)用致使其用電容量的比重逐步增加，電壓源諧波的計算才受到了重視，同時在商、住、辦公樓的建筑中也有數(shù)量很多（雖然單臺功率很?。┑碾妷盒椭C波源，而且是單相交流220V，它帶來了不少新問題。總之，電壓型諧波量的計算在國內(nèi)發(fā)表的論文，筆者知之甚少。它需要復(fù)雜的理論分析和試驗驗證，可能就是難點所在。

3.1移相調(diào)壓型交流控制器

（1）單相

由表2可直接查得交流輸入側(cè)諧波電流相對值

表2中IHMAX—可能的諧波電流*大值，因為諧波電流的大小和移相角α有關(guān)，以3次諧波為例，在移相角α＝90°*大，達(dá)到0.318。但此次的基波電流不是*大值而是0.6左右（表中未示出，可查文獻(xiàn)【2】的曲線）。

（2）三相

如果負(fù)載電壓是220V且不平衡，那么，中性線上就會流過基波的三相不平衡電流和三相的3次的和3的倍數(shù)次諧波電流之和，而ABC各相的線電流和單相時是一樣的規(guī)律。

如果三相負(fù)載是平衡的，負(fù)載作三角形聯(lián)接時，輸入線電流中沒有3次及3的倍數(shù)次諧波電流，但可以在負(fù)載中流通；如果星形連接且不引出中性點，則輸入線電流和負(fù)載電流都沒有3及3的倍數(shù)次諧波。

3.2電流型諧波源（直流用大電感濾波）

如前所述，諧波電流計算已有一段歷史，故簡要介紹如下：（一般只涉及到三相電路）

如果輸出直流是平滑的，而且忽略整流時的換流現(xiàn)象，則諧波電流相對值為

IH／II＝1／H（3）

式中：IH—諧波電流；

I1—基波電流，決定于負(fù)載；

H—諧波次數(shù)。

當(dāng)整流脈動數(shù)為6（例如三相全橋），則諧波次數(shù)為5、7、11、13等奇數(shù)次諧波即H＝6N±1。脈動數(shù)為12時，則沒有5次和7次諧波。

下面一些因素，會使諧波電流偏離1／H規(guī)律：

（1）移相角控制增加時，諧波電流略有增加；

（2）系統(tǒng)阻抗增加，短路容量減少，換流重疊角增加，則諧波電流略有減少；

（3）直流電流平滑度降低時，對6脈動電路而言5次諧波會顯著增加，更高次諧波變化不大；

（4）由于線路電壓或阻抗或移相角不平衡時，將出現(xiàn)整數(shù)次的非特征諧波次數(shù)如下：

H≠6N±1（4）

詳情如理論分析和曲線見文獻(xiàn)【2】，數(shù)據(jù)表格見文獻(xiàn)【1】，但是已可看出明顯的規(guī)律，那就是整流的相數(shù)決定了脈動數(shù)的多少，因而就決定了諧波的次數(shù)的高低和諧波量的大小，這是要的，其次是直流電流平滑度的影響。

3.3電壓型諧波源

常見之于通用PWM變頻器調(diào)速裝置，其前端為三相橋式整流帶大電容濾波，其諧波電流相對值如表3【1】。

很明顯的可以看出，變頻裝置接入電網(wǎng)點和短路功率大，即系統(tǒng)阻抗愈小，諧波電流愈大，限制諧波電流的選實用辦法就是在變頻交流側(cè)串入一個交流電抗器。

對本問題，文獻(xiàn)【2】內(nèi)信息很少，筆者曾有一文獻(xiàn)【3】，欲知詳情，也可以參考。

4.其它諧波源簡介

（1）電弧爐

諧波電流的大小與許多因素例如運行方式，爐料種類，爐內(nèi)溫度、電極的情況有關(guān)，諧波的大小變化無規(guī)律。

（2）氣體放電燈和交流直接供電的熒光燈

文獻(xiàn)【4】《工程設(shè)計中氣體放電光源諧波估算方法的研究》是在諧波測試的基礎(chǔ)上的研究結(jié)論。遺憾的是所見資料不全，因為氣體放電燈還有其它的品種規(guī)格，也未包括熒光燈。據(jù)測試結(jié)果，高壓汞鈉燈三次諧波約為總電流的14％左右，而5次7次分量小，只有2％左右，不知此數(shù)據(jù)能否適用其它光源，也不清楚國內(nèi)是否還有學(xué)者在測定光源本身的諧波發(fā)射量。

另外，要注意氣體放電燈光源的諧波和白熾燈用移相調(diào)壓產(chǎn)生的諧波是兩種不同的性質(zhì)。

（3）微機(jī)、電視機(jī)和通過電子裝置供電的熒光燈

其特點為二極管整流橋（用大電容濾波）接在單相220V電源上，也是電壓壓型諧波源，奇數(shù)次諧波從3次到5次的諧波含量均很大，其中3次與5次可達(dá)到基波的90％左右，隨著負(fù)載RC乘積的增大而增加，R為輸出側(cè)的等值電阻，C為濾波電容。文獻(xiàn)【2】有詳細(xì)分析與曲線可參考，未見IEC提供有關(guān)信息。本文在*后一節(jié)中將會介紹。

如前所述，此類設(shè)備單臺功率很小，但數(shù)量大，在商、住、辦公樓中會引起麻煩。