數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中諧波問題，是僅次于可用性的另一個重要的技術(shù)問題。供電設(shè)備特 別是ups設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步和性能改進(jìn)，在很多方面是與抑制諧波的產(chǎn)生和消除諧波的影響 有關(guān)的。本節(jié)旨在分析存在于數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中的諧波電流產(chǎn)生過程，諧波對系統(tǒng)和電網(wǎng) 的危害，并重點介紹有關(guān)抑制諧波產(chǎn)生和諧波治理的技術(shù)及相關(guān)的產(chǎn)品。

諧波的定義與產(chǎn)生過程

隨著計算機(jī)、交換機(jī)和電力電子設(shè)備的日益增加，使連接到公共電力系統(tǒng)上的非線 性負(fù)載的數(shù)量成倍增加。這些設(shè)備都需要開關(guān)電源將正弦波電壓轉(zhuǎn)換成不同波形的周期 信號。所有這些頻率為/的周期信號都是基波的正整數(shù)倍的正弦波信號（稱為諧波）疊加 的結(jié)果。

1. 諧波的定義

電力系統(tǒng)中有非線性負(fù)載時，即使電源都以工頻50Hz供電，當(dāng)工頻電壓或電流作用于 非線性負(fù)載時，就會產(chǎn)生不同于工頻的其他頻率的正弦電壓或電流。這些不同于工頻頻率的 正弦電壓或電流，用傅氏級數(shù)展開，就是人們所說的電力諧波。

所有周期性復(fù)雜波形都可以被認(rèn)為是基波與一系列諧波成分的疊加。諧波是基波頻率 (市電頻率）的所有倍頻。例如，常見諧波為3次諧波（3 x50 = 150Hz)、5次諧波（5 x 50 = 250Hz)、7次諧波（7 x 50 = 350Hz)等奇次諧波。

2. 非線性電子設(shè)備是供電系統(tǒng)中的主要諧波源

非線性負(fù)載是相對線性負(fù)載講的，所以，首先需要先了解什么是線性負(fù)載和非線性 負(fù)載。

1) 線性負(fù)載

線性負(fù)載吸收的電流是與電壓頻率相同的正弦波電流，電流與電壓之間可能存在著相位 差。歐姆定律定義了線性負(fù)載的電壓與電流的比值為一個常系數(shù)——負(fù)載的阻抗。電流和電 壓之間的關(guān)系是線性的。

例如：標(biāo)準(zhǔn)的白熾燈泡、電加熱器、電阻負(fù)載、電動機(jī)、變壓器，等等。

在這類負(fù)載中沒有任何有源電子器件，只有電阻（R)、電感（L)和電容（C)。

2) 非線性負(fù)栽

非線性負(fù)載吸收的電流為周期性的，但卻不是電壓頻率的正弦波，這是因為電流中含有 諧波而造成電流波形失真。

歐姆定律中定義的電壓和電流之間的關(guān)系不再有效，因為負(fù)載的阻抗在一個周期內(nèi)是變 化的，電流和電壓之間的關(guān)系不再是線性的。事實上，負(fù)載吸收的電流是以下電流的合成。

(1) 基波電流：頻率為50Hz正弦波電流。

(2) 諧波電流：它們都是正弦波電流，頻率是基波頻率的整數(shù)倍。

頻率的倍數(shù)就是諧波的次數(shù)。例如，3次諧波的頻率為3 x50Hz。此時，歐姆定律適用 于每次的諧波，但對于整個電壓和電流卻不再適用。

各類非線性和交變性電子裝置如變頻器、UPS的輸人整流器及各種開關(guān)電源等，都是非 線性負(fù)載。這些裝置的周期性的開關(guān)動作向電力系統(tǒng)中注人了大量的諧波分量，導(dǎo)致了交流 電力系統(tǒng)中電壓和電流波形的嚴(yán)重失真，成為最主要的諧波來源。特別是這些設(shè)備投入運行 的同時性和連續(xù)性特點，所以成為低壓配電系統(tǒng)的主要的污染源。