公用电网谐波是电能质量的一个重要方面。以下是关于公用电网谐波的详细介绍：
一、谐波的定义和产生原因
定义
谐波是指对周期性非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量外，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这些分量就被称为谐波。
产生原因
电力电子设备：如整流器、逆变器、变频器等，在工作过程中会产生大量谐波电流注入电网。例如，工业中的变频器广泛应用于电机调速，其工作时会产生高次谐波。
非线性负载：如电弧炉、荧光灯、计算机等，其电流与电压之间不是线性关系，从而产生谐波。电弧炉在炼钢过程中，由于电弧的不稳定，会产生大量的谐波电流。
二、谐波对公用电网的危害
增加设备损耗
谐波电流会在电力设备的绕组、铁芯等部位产生额外的损耗，降低设备的效率和使用寿命。例如，变压器在谐波作用下，铁芯的磁滞损耗和涡流损耗会增加，导致变压器发热严重。
对旋转电机来说，谐波会使电机的铜损和铁损增加，引起电机过热，甚至损坏电机绝缘。
影响电力系统的稳定性
谐波会导致电网电压和电流波形畸变，影响继电保护和自动装置的正常运行，可能引起误动作或拒动作，危及电力系统的安全稳定运行。例如，谐波可能使过流保护装置的动作值发生变化，导致在正常情况下误动作。
谐波还可能引起电力系统的谐振，产生过电压，损坏电气设备。
干扰通信系统
公用电网中的谐波电流会产生电磁场，对附近的通信线路和电子设备产生干扰，影响通信质量。例如，谐波可能导致电话线路中出现杂音、数据传输错误等问题。
三、公用电网谐波的评估指标
谐波电压含有率（HRU）
定义为第 h 次谐波电压有效值与基波电压有效值之比，以百分数表示。HRU 反映了电网中特定次谐波电压的相对大小。
谐波电流含有率（HRI）
定义为第 h 次谐波电流有效值与基波电流有效值之比，以百分数表示。HRI 用于衡量电网中特定次谐波电流的相对大小。
总谐波畸变率（THD）
谐波电压总谐波畸变率（THDu）为各次谐波电压有效值的平方和的平方根与基波电压有效值之比，以百分数表示。
谐波电流总谐波畸变率（THDi）为各次谐波电流有效值的平方和的平方根与基波电流有效值之比，以百分数表示。THD 反映了电网中谐波含量的总体水平。
四、公用电网谐波的治理措施
优化电力电子设备设计
在设计电力电子设备时，采用先进的控制技术和滤波电路，减少谐波的产生。例如，采用多电平逆变技术可以降低输出电压的谐波含量。
对于大功率电力电子设备，可以安装有源滤波器或无源滤波器，对谐波进行补偿和抑制。
合理配置非线性负载
对公用电网中的非线性负载进行合理规划和布局，避免集中接入同一区域，以减少谐波的叠加效应。
对于一些产生大量谐波的设备，可以采用专用变压器供电，并在变压器低压侧安装滤波器。
加强电网管理和监测
电力部门应加强对公用电网的管理，制定严格的谐波标准和规范，对新接入电网的设备进行谐波评估和检测。
安装谐波监测装置，实时监测电网中的谐波含量，及时发现和处理谐波问题。
公用电网谐波对电能质量和电力系统的安全稳定运行具有重要影响。通过采取有效的治理措施，可以降低谐波含量，提高电能质量，保障电力系统的可靠运行。