1 引言
随着科技发展，电子产品大量应用，电网中谐波大量产生，作为设计人员需要了解谐波的成因及危害，以便更好地防御及治理，提高电能质量。
近年来，电气产品行业出于节能和生产的需要，积极运用新技术，大量地运用了可控变流装置、变频调速装置等非线性负荷设备。其所产生的谐波问题直接影响到了公用电网的电能质量，已引起人们的广泛重视。
2 谐波产生的原因及影响
2.1 谐波的成因
电网中的谐波主要指频率为工频（基波频率）整数倍成分的谐波及工频非整数成分的间谐波，它们都是造成电网电能质量污染的重要原因。根据大量现场测试的分析结果证实，电力变压器也是电力系统中谐波的一个重要谐波源。电力变压器的激磁电流、铁心饱和及三相电路和磁路的不对称，致使在变压器三角绕组的线电压和线电流中也仍然存在三次谐波分量，尤其在负荷低谷时，随着电网电压的升高，变压器铁心饱和程度加剧，产生的谐波含量也随之增大。随着电网大量电容装置的投运，通过对现场谐波实测发现，谐波并不是只有零序分量可被变压器三角绕组所环路，而是波及全网，并给电容装置及电网的正常运行带来影响和威胁。
在民用建筑中，UPS电源、电子调速装备、节能型灯具及家用电器中的计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备应用的大量增加，以及医院等特殊场合的放射X光机、CT机等大型医疗设备等，使各类非线性负荷注入电网的谐波日益增多，造成电网电能质量的污染的影响也越来越大。在这些设备集中使用的地区，如医院、大型商场、居民小区、写字楼、酒店公寓等，谐波污染已相当严重。谐波污染的影响使电能质量明显下降，因此，对电能质量谐波污染的抑制和治理已刻不容缓。
2.2 谐波源的分析
2.2.1 电力电子设备
电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，如整流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。而容性负载的单相整流电路，由于电容电压会通过整流管向电源反馈，属于电压型谐波源，其谐波含量与电容值的大小有关，电容值越大，谐波含量越大。变频电路谐波源由于采用的是相位控制，其谐波成分不仅含有整数倍数的谐波，还含有非整数倍数的间谐波。
2.2.2 可饱和设备
可饱和设备主要包括变压器、电动机、发电机等。可饱和设备是非线性设备，与电力电子设备和电弧设备相比，可饱和设备上的谐波在未饱和的情况下，其谐波的幅值往往可以忽略。
2.2.3 电弧炉设备及气体电光源设备
①电弧炉在熔炼金属过程中的非线性影响将产生大量的谐波
②气体电光源包括荧光灯、霓虹灯、卤化灯。根据这类气体放电光源的伏安特性。其非线性特性十分严重，同时含有负的伏安特性。而气体灯具工作时要与电感性镇流器相串联，并使其综合伏安特性不再为负才能正常工作。由于镇流器的非线性相当严重，其中三次谐波含量在20%以上，其特性为对称函数，只含有奇次谐波，所有气体电光源设备属于电流源型谐波源。
3 谐波治理的方式与措施
综上所述，由于谐波对电力系统及用户的诸多影响与危害，必须采取有效措施来抑制电力系统中的谐波，目前国内外主要的治理措施有以下两种。
3.1 传统的谐波抑制方法——无源滤波器
电力无源滤波器即在电容器上串联电抗器组成，其优点是结构简单、运行可靠、维修方便，除滤波外还兼有无功补偿的功能，容量可设计成很大，与有源滤波器相比，成本较低，现广泛采用。但是，无源滤波器同时也存在缺点，一方面是无法对动态变化的谐波有针对性进行滤波；另一方面是滤除效果一般，只能达到50%-60%的程度。
3.2 新型的谐波抑制方法——有源滤波器
有源电力滤波器是一种新型谐波抑制和无功补偿装置，它不同于传统的无源滤波器（只吸收固定频率的谐波），它实质上是一种大功率波形发生器，它把谐波源发出的谐波经过采样、180°移相后，再完整的复制出来，并送到谐波源的入网点，复制的谐波与谐波源产生的谐波幅值相等、方向相反，并跟随谐波的变化而变化，如此，谐波源产生的谐波就完全被抵消了。有源滤波器按照其接入电网的方式，可分为两大类，即串联有源滤波器和并联有源滤波器。近年来为了发挥有源滤波器的优势，又设计出串联混合型和并联混合型有源滤波器。有源滤波器虽然在谐波治理上有其突出特点，但因为应运了大功率电力电子器件，其有功损耗较高，综合成本比无源滤波器高出很多，故此在大容量的滤波器装置上目前还未广泛采用。随着微电子控制器和电力半导体器件的发展，有源电力滤波器的性价比会越来越高，而用于LC无源滤波器的电容和电抗的价格却是呈增长趋势，因此有源电力滤波器将是今后谐波抑制装置的主要发展方向。
