大家知道,接在電網(wǎng)上的負(fù)載可以分為線性負(fù)載和非線性負(fù)載,線性負(fù)載如圖1所示。

　　虛線代表電壓波形，正常時(shí)為電壓220V、頻率50Hz的正弦交流電，當(dāng)負(fù)載電流的波形也是50Hz正弦波形時(shí)，稱此類負(fù)載為線性負(fù)載。當(dāng)負(fù)載電流波形相位與電壓一致時(shí)，稱為阻性負(fù)載，見圖1中的1線，例如常見的白熾燈、電爐、電熱水器。當(dāng)負(fù)載電流相位超前于電壓時(shí)，稱此類負(fù)載為容性負(fù)載，見圖1中的2線，純?nèi)菪载?fù)載比較少，如一般配電室常用的無功補(bǔ)償柜就是純?nèi)菪载?fù)載。當(dāng)負(fù)載電流相位滯后于電壓波形時(shí)，此類負(fù)載稱為感性負(fù)載，見圖1中的3線，常見的感性負(fù)載如電動(dòng)機(jī)、變壓器、電感式鎮(zhèn)流器等。

　　以上線性負(fù)載的特點(diǎn)是無論其電流相位超前或滯后于電壓波形，其電流波形一直為正弦波，沒有失真，電壓與電流的關(guān)系符合歐姆定律，這是線性負(fù)載的關(guān)鍵。

　　非線性負(fù)載是指其電流波形呈現(xiàn)為非正弦波，或者理解為相對于正弦波有較大失真，比如目前常見的負(fù)載：電腦、彩電、電磁爐，工頻UPS、變頻器、電鍍設(shè)備等，其負(fù)載電流波形都不是正弦波，如圖2所示，這是最為常見的單相電源中的電腦、彩電等設(shè)備的電流波形。

　　可以看出其電流波形相對于電壓的正弦波形相差很大。

　    圖3是一般三相電源常見的變頻器輸入電流波形。從中可以看出，其電流波形相對電壓波形失真很大。這種非正弦波形的負(fù)載，稱之為非線性負(fù)載，其電流波形因?yàn)椴皇钦�弦波，其電壓與電流的關(guān)系不符合歐姆定律。這種電流在電工學(xué)上可以分解為很多不同頻率的正弦波，如3次諧波就是150Hz，5次諧波就是250Hz等，那么這些諧波有什么危害呢?

　　

       在日常生活中，有時(shí)在啟動(dòng)大功率電磁爐時(shí)，彩電屏幕上就會出現(xiàn)很多干擾條紋，這就是諧波所致，因?yàn)殡姶艩t是非線性負(fù)載。電網(wǎng)上的設(shè)備都是按照50Hz來設(shè)計(jì)的，例如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，若諧波過大，其線圈中要流過150Hz、250Hz等頻率高出50Hz很多的電流，必然導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)、變壓器異常發(fā)熱。
       電網(wǎng)上的其他設(shè)備按照50Hz供電設(shè)計(jì)，一旦同一電網(wǎng)中存在諧波電流很大的負(fù)載，就會對其他的用電設(shè)備造成干擾，因?yàn)樗鼈兊臑V波器一般都是按照50Hz來設(shè)計(jì)的，諧波中的高頻成分往往使得其他設(shè)備不能正常工作。

　　諧波電流較大時(shí)，必然造成功率因數(shù)不高，電網(wǎng)在傳輸一般有功功率時(shí)也要額外傳輸無功功率，造成傳輸線路容量浪費(fèi)，變壓設(shè)備容量下降等。

　　諧波電流的存在會造成很多危害，目前各國都很重視這一問題，陸續(xù)出臺相關(guān)法規(guī)，對進(jìn)入電網(wǎng)的設(shè)備嚴(yán)格規(guī)定其輸入功率因數(shù)和電流諧波分量。

　　在UPS行業(yè)，稱高輸入功率因數(shù)和低輸入電流諧波的機(jī)型為綠色電源，如科華公司的KR系列，輸入功率因數(shù)可以達(dá)到0.99，輸入電流諧波可以達(dá)到5%以下，是真正的綠色電源，對于大功率的工頻UPS，通過采用非常成熟的12脈波整流技術(shù)后，也可以將輸入電流諧波降低到10%以下，所以一般也稱其為綠色電源。

　　最后總結(jié)：產(chǎn)生“無功功率”主要的因素可以理解為負(fù)載電流波形與電壓波形的相位差，相位差越大，說明無功功率越大。“諧波”可以理解為負(fù)載電流波形與50Hz電壓波形的失真度，失真度越大，說明諧波越大。