电网谐波的产生,主要在于电力系统中存在各种非线性元件。因此,即使电力系统中电源的电压为正弦波,但由于非线性元件存在,结果在电网中总有谐波电流或电压存在。产生谐波的元件很多,如荧光灯和高压汞灯等气体性电灯、异步电动机、电焊机、变压器和感应电炉等,都要产生谐波电流或电压。最为严重的最大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉,它们产生的谐波电流最突出,是造成电网谐波的主要因素。
谐波对电气设备的危害很大,可使变压器的铁心损耗明显增加,从而使变压器出现过热,不仅增加能耗,而且使其绝缘介质老化加速,缩短使用寿命。谐波还能使变压器噪声增大。谐波电流通过交流电动机,不仅会使电动机转子发生振动现象,严重影响机械加工的产品质量。谐波电压加在电容器两端时,由于电容器对谐波的阻抗很小,电容器很容易发生过电流发热导致绝缘击穿甚至烧毁。此外,谐波电流可使电力线路的电能损耗和电压损耗增加,使计量电能的感应式电能表计量不准确;可使电力系统发生电压谐振,从而在线路上引起过电压,有可能击穿线路的绝缘;还可能造成系统的继电保护和自动装置发生误动作或拒动作;使计算机失控,电子设备误触发,电子元件测试无法进行;并可对附近的通信设备和通信线路产生信号干扰;在理想状态下,供电电压波形应是正弦波,但由于电力系统中存在有大量非线性阻抗特性的用电设备,即存在大量的谐波源,使得实际的电压波形偏离正弦波,这种电压正弦波形畸变现象通常用谐波来表示。
为了保证电网的电压波形质量,国家对波形质量标准做出了规定,要求用户的设备注入电网的谐波电流不得超过国家规定的标准。