總諧波失真(THD) 是與線路基頻（例如60Hz）相比的線路上的諧波量。 THD 考慮了線路上的所有諧波頻率。 THD 可以與電流諧波或電壓諧波相關(guān)，可以使用以下公式來計(jì)算線路電壓的失真度：

　　圖 1. 總諧波失真 (THD) 應(yīng)在變壓器處測(cè)量，而不是在負(fù)載處測(cè)量。
　　其中 Vn_rms 是第 n 次諧波的 RMS 電壓，Vfund_rms 是基頻的 RMS 電壓。不含高次諧波的純正弦波形（例如理想電壓源）的 THD 為 0%。 THD 值大于零意味著正弦波形已失真。 THD 通常以百分比形式給出，例如 5% 或 50%。 THD 可以測(cè)量電流和電壓。
　　電流諧波是由非線性負(fù)載引起的，例如那些消耗電流脈沖的負(fù)載。電壓諧波是由流經(jīng)不同系統(tǒng)阻抗的諧波電流引起的。流經(jīng)變壓器的電流會(huì)導(dǎo)致線圈兩端產(chǎn)生電壓降。當(dāng)電流以脈沖形式流動(dòng)時(shí)，電壓也將以脈沖形式流動(dòng)。高電壓失真是一個(gè)問題，因?yàn)殡妷菏д娉蔀殡姍C(jī)等線性負(fù)載的諧波載體。電壓諧波會(huì)導(dǎo)致配電系統(tǒng)和連接到系統(tǒng)的負(fù)載出現(xiàn)問題（額外熱量）。
　　測(cè)量總諧波失真
　　在對(duì)電路進(jìn)行諧波故障排除時(shí)，應(yīng)測(cè)量電壓 THD 和電流 THD。為了獲得效果，電壓 THD 不應(yīng)超過基頻的 5%，電流 THD 不應(yīng)超過基頻的 20%。為了準(zhǔn)確計(jì)算系統(tǒng)中的 THD，應(yīng)在變壓器處而不是在產(chǎn)生諧波的負(fù)載處計(jì)算 THD（見圖 1）。測(cè)量負(fù)載處的 THD 可提供的 THD 讀數(shù)，因?yàn)橄到y(tǒng)中并未發(fā)生 THD 消除。
　　當(dāng)在滿載期間測(cè)量 THD 電流時(shí)，THD 大約等于總需求失真 (TDD)。總需量失真 (TDD) 是電流諧波與負(fù)載電流的比率。 THD 測(cè)量是在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試或故障排除時(shí)進(jìn)行的。 TDD 與 THD 不同，因?yàn)?TDD 參考隨時(shí)間推移進(jìn)行的電流測(cè)量。 THD 是僅在特定測(cè)量時(shí)間測(cè)量電源線上的電流。 TDD 測(cè)量的目的是考慮 THD 相對(duì)較高但總負(fù)載相當(dāng)?shù)偷那闆r。在這種情況下，TDD 相對(duì)較低，并且過熱也被化。
　　功率因數(shù)
　　功率因數(shù)是電路或配電系統(tǒng)中的有功功率與視在功率之比。任何交流電路都包含有功功率、無(wú)功功率、諧波功率和視在功率（總功率）。真實(shí)功率是電機(jī)、燈和其他設(shè)備用來產(chǎn)生有用功的功率，以 W 或 kW 為單位。無(wú)功功率是由電感器和電容器存儲(chǔ)和釋放的功率，以 VAR 或 kVAR 為單位。無(wú)功功率顯示為電流和電壓波形之間的相位位移。諧波功率是因諧波失真而損失的功率（以 VA 或 kVA 為單位）。視在功率是指有功功率、無(wú)功功率和諧波功率的矢量和，以 VA 或 kVA 為單位。視在功率不是簡(jiǎn)單的求和而是矢量求和。
　　位移功率因數(shù)是由于電流和電壓之間的相位位移而產(chǎn)生的有功功率與視在功率之比（見圖 2）。通常可以將電容器添加到電路或配電系統(tǒng)中以校正位移功率因數(shù)。位移功率因數(shù)計(jì)算如下：
　　PF = cos(θ)
　　在哪里
　　PF = 位移功率因數(shù)
　　θ = 電壓相位與電流相位之間的差值（相移），以度為單位。
　　注：有時(shí)用DPF或PFD代替PF來描述位移功率因數(shù)。

　

　　圖 2. 位移功率因數(shù)可用于計(jì)算負(fù)載實(shí)際可用的功率量。
　　諧波的存在使功率因數(shù)的討論變得復(fù)雜。失真功率因數(shù)是有功功率與由 THD 引起的視在功率之比。無(wú)法在電路中添加電容器來補(bǔ)償失真功率因數(shù)。電容器的阻抗隨頻率而降低。因此，電容器可以成為高頻諧波的吸收器。特殊類型的變壓器或由電容器和電感器組成的調(diào)諧諧波濾波器用于校正失真功率因數(shù)。失真功率因數(shù)計(jì)算如下：

　  PF = cos(θ)　

  　在哪里

　　PF THD = 失真功率因數(shù)
　　THD = 總諧波失真

　　總功率因數(shù)是位移功率因數(shù)和畸變功率因數(shù)的乘積，計(jì)算公式如下：

      PFTHD=√11+(THD)2

　　總功率因數(shù)= 總功率因數(shù) × 總功率因數(shù)THD
　　在哪里
　　PFT ot = 總功率因數(shù)
　　PF = 位移功率因數(shù)
　　PF THD = 失真功率因數(shù)
　　例如，當(dāng)電壓和電流之間的位移為25°、THD為49%（0.49）時(shí)，總功率因數(shù)是多少？位移功率因數(shù)計(jì)算如下：
　　PF = cos(θ)
　　PF=cos(25°)
　　PF=0.906

　　失真功率因數(shù)計(jì)算如下：　PFTHD=√11+(THD)2=√11+(0.49)2=√0.8064=0.898　

   　總功率因數(shù)計(jì)算如下：

　　總功率因數(shù)= 總功率因數(shù) × 總功率因數(shù)THD
　　總PF = 0.906 × 0.898
　　總PF = 0.814
　　了解總功率因數(shù)很重要，因?yàn)樗c視在功率有關(guān)。視在功率用于確定配電系統(tǒng)元件的大小。
　　電流波峰因數(shù)
　　電流波峰因數(shù)是波形的峰值除以波形的均方根值。電流波峰因數(shù)的目的是了解波形中發(fā)生了多少失真。電流波峰因數(shù)計(jì)算如下：
　CCF=I峰值Irms
　　在哪里
　　CCF = 電流波峰因數(shù)
　　Ipeak =峰值（以 A 為單位）
　　I rms = 均方根值（以 A 為單位）
　　例如，完美正弦波形的當(dāng)前峰值是多少？在峰值為 1 的完美正弦波形中，有效值是 0.707。

　CCF=I峰值Irms=10.707=1.414　　

    高電流波峰因數(shù)可能導(dǎo)致電路和設(shè)備過熱。為計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備供電的 120 V 電路上的典型失真電流波形可能具有約 2 至 6 的電流波峰因數(shù)（見圖 3）。一般來說，電流波峰因數(shù)較高的電路的高次諧波中包含的能量較多。

　　電源必須能夠在所需的電壓和電流下提供電路所需的功率。典型的備用電源系統(tǒng)（例如計(jì)算機(jī)不間斷電源）能夠在滿負(fù)載時(shí)提供 3 的電流波峰因數(shù)，但在較低負(fù)載時(shí)可以表現(xiàn)出更高的波峰因數(shù)。

　

　　圖 3. 電流波峰因數(shù)比較
　　源阻抗
　　源阻抗對(duì)非線性負(fù)載產(chǎn)生的波峰因數(shù)有影響。一旦電壓上升到預(yù)定點(diǎn)，電源就開始對(duì)平滑電容器充電。當(dāng)源阻抗較低時(shí)，電容器汲取的電流較高，并且充電周期較短。較高的阻抗限制了可汲取的電流量，從而延長(zhǎng)了電容器充電所需的時(shí)間。延長(zhǎng)充電時(shí)間具有降低波峰因數(shù)的效果?？梢酝ㄟ^添加線路電抗器或驅(qū)動(dòng)隔離變壓器來增加源阻抗。