K 級(jí)變壓器
　　ANSI 標(biāo)準(zhǔn) C57.110-1986 定義了 K 系數(shù)來(lái)評(píng)估電路消耗多少諧波電流并確定該諧波電流的熱效應(yīng)。根據(jù)電路 K 系數(shù)，變壓器按 K 等級(jí)制造。值得注意的是，K 級(jí)變壓器不會(huì)減少諧波。K 等級(jí)表示變壓器承受諧波有害影響的相對(duì)能力。K級(jí)變壓器增加了鐵芯的尺寸，增加了中性導(dǎo)體的尺寸，并采用特殊的繞線技術(shù)來(lái)減少渦流和趨膚效應(yīng)損耗。例如，我們知道，導(dǎo)體的橫截面積加倍，其電阻就會(huì)降低一半。K 級(jí)變壓器的初級(jí)和次級(jí)線圈使用較粗規(guī)格的電線，以減少電阻發(fā)熱。
　　筆記：
　　電壓驟降和驟升的發(fā)生可能表明配電系統(tǒng)較弱。在這樣的系統(tǒng)中，當(dāng)大型電機(jī)或焊接機(jī)打開或關(guān)閉時(shí)，電壓會(huì)發(fā)生巨大變化。
　　測(cè)量 K 系數(shù)
　　在任何包含諧波的系統(tǒng)中，可以使用電能質(zhì)量分析儀測(cè)量 K 系數(shù)（見圖 1）。K 系數(shù)為 1 表示線性載荷。K 系數(shù)越高，表明諧波產(chǎn)生的熱量增加。例如，K 系數(shù)為 2 的電路的熱效應(yīng)是 K 系數(shù)為 1 的電路的兩倍。

　　圖 1. K 因子可以使用功率分析儀進(jìn)行測(cè)量。圖片由貿(mào)澤提供
　　標(biāo)準(zhǔn) K 等級(jí)為 1、4、9、13 和 20。此外，還存在 30、40 和 50 的 K 等級(jí)，但 K 系數(shù)大于 20 的負(fù)載相對(duì)較少。計(jì)算機(jī)房的 K 系數(shù)通常為 4 至 9。單相計(jì)算機(jī)較多的區(qū)域，K 系數(shù)為 13 至 17。變壓器的 K 額定值應(yīng)超過(guò)電路的 K 系數(shù)，或者變壓器應(yīng)降額。
　　電路負(fù)載
　　已制定指南，根據(jù)電路中的主要負(fù)載類型推薦 K 系數(shù)（參見表 1）。當(dāng)根據(jù) K 系數(shù)指定變壓器時(shí)，并不是越多越好。K 系數(shù)大于所需值的變壓器有其自身的一系列問題。典型問題包括浪涌電流增加、渦流磁芯損耗更高以及占地面積更大。

　　

　　表 1. 可以估計(jì)常見載荷的 K 系數(shù)。
　　電路的 K 系數(shù)通常會(huì)隨著連接到電路的負(fù)載增多而減小，正如 THD 會(huì)隨著電路上相同負(fù)載的增多而減小一樣。通常，如果有 10 或 20 個(gè)設(shè)備同時(shí)在線，則配電盤總線上的組合 K 系數(shù)會(huì)減少 3 倍或更多。
　　諧波抑制變壓器
　　諧波抑制變壓器（HMT）是一種旨在減少配電系統(tǒng)中諧波的變壓器。某些類型的 HMT 稱為移相變壓器。HMT 的工作原理通常是將來(lái)自一個(gè)負(fù)載的諧波分量的正部分與來(lái)自另一負(fù)載的諧波分量的負(fù)部分相加的方式組合波形。當(dāng)負(fù)載完全平衡時(shí)，這種添加會(huì)導(dǎo)致完全取消。在不平衡負(fù)載的情況下，我們?nèi)匀荒軌颢@得更小的整體諧波。終結(jié)果是，諧波被阻止通過(guò)配電系統(tǒng)傳播，但它們?nèi)匀槐Ａ粼谙到y(tǒng)的次級(jí)繞組和負(fù)載側(cè)。
　　HMT 在靠近負(fù)載時(shí)效果。這通常意味著 HMT 位于整個(gè)設(shè)施的分散位置。因此，HMT 的 kVA 額定值通常約為 100 kVA 或更小。
　　Delta-Y 形接線
　　常見的變壓器接線布置具有三角形配置的初級(jí)繞組和星形配置的次級(jí)繞組。Delta-Wye 變壓器對(duì)諧波電流的阻抗高于對(duì)基波電流的阻抗。這減少了電流諧波，但變壓器中較高的阻抗會(huì)導(dǎo)致諧波電流產(chǎn)生相對(duì)較高的壓降。高電壓降會(huì)導(dǎo)致電壓 THD 和平頂。該電壓 THD 可以分布在整個(gè)配電系統(tǒng)的上游。在滿負(fù)載時(shí)，三角形 Y 形變壓器可以產(chǎn)生高于 IEEE 標(biāo)準(zhǔn) 519-1992、IEEE 電力系統(tǒng)諧波控制建議實(shí)踐和要求建議的電壓 THD。
　　雖然三重諧波被衰減，但其他高次諧波不受影響。然而，如果使用 HMT 來(lái)提供額外的源阻抗和/或來(lái)自設(shè)施其他地方的其他非線性負(fù)載的相移，則可能會(huì)實(shí)現(xiàn)一些好處。
　　之字形繞組
　　另一種常見的 HMT 設(shè)計(jì)是以鋸齒形配置纏繞每相的次級(jí)，以消除三重諧波。通過(guò)將變壓器一相的一半次級(jí)匝數(shù)纏繞在三相變壓器的一個(gè)腿上，將另一半次級(jí)匝數(shù)纏繞在相鄰相上（見圖 3），可以實(shí)現(xiàn)鋸齒形。

　

　　圖 3.鋸齒形繞組用于消除三重諧波。
　　當(dāng)所有三次諧波彼此同相時(shí)，三次諧波電流產(chǎn)生相互抵消的安匝磁通，導(dǎo)致初級(jí)繞組中不會(huì)感應(yīng)出電流。