一、谐波治理

所有现代的SCR相位控制调光柜都是非线性荷载。也就是说，他们并不产生像台灯一样线性荷载的正弦波形。调光器波形的斩波会产生富含三次谐波的电流波形。这些谐波会导致变压器、断路器、馈电导线过热。

美国国家电子学委员会（NEC）要求，供电系统的设计应该考虑非线性荷载带来的谐波，见220.22FPN第二条。总体来说，应对谐波的办法包括：

A． 给调光系统使用单独的 Δ-Y变压器。由于三次谐波在变压器的delta primary处传播，他们被变压器阻断，不会传送到整体建筑的电气系统。这起到的效果是，帮助调光系统满足IEEE标准，即《519个推荐的谐波控制以及电气供电系统要求的推荐做法》。很多电气工程师都在用在为调光系统设置这样的谐波限制。总体对整体建筑电压波形谐波畸变的标准是控制在5%。

B． 使用超大型中性导线和母线排。因为三次谐波电流是零序变化（zero sequence variety），他们会集中而不是在wye系统中的中线消失（they sum rather than cancel in the neutral of a wye system）。这就需要超大导线对大量中性电流进行补偿。在调光系统中，测量出中性电流高于相电流25%并不罕见。

C． 同时使用100%额定主开关和跳闸构造（Use 100% rated main breakers with electronic trip mechanisms）。这些断路器相对而言不容易受到正常电路断路器受到谐波过热的热元素的影响，相对不易导致错误跳闸。

二、设备

尽管美国国家电子学委员会并没有做出要求，但是如果在任何降低的系统（derated system）的馈线处安装一个三相、四位显示（four display）、RMS准确响应（true-RMS-responding）的电流表，这是一个非常好的想法。这个电流表上应该包括中线读数和三相的显示，因为由于谐波，中线通常在比相位高的电流处运行。这种电流表可以很好的防御突发断电，特别是当设备数量增加的时候。你会需要一个单独的四位显示电流表，以及给每个系统的主要馈线配置一套电流互感器。

三、选择正确的变压器

标准的变压器仅仅是用于线性荷载的。因此，给相位控制调光系统供电的变压器（属于非线性荷载）应该拥有K系数等级。

K系数等级值得是，变压器是已登记的，可以用于非线性荷载的，并且可以充分抵抗磁滞现象增加带来的热量、变压器一次绕组（primary）增加的电流损失，以及这些负荷带来的增加涡流损失。

对K系数变压器有一个常见误解，即这些变压器只是换了标签的小型普通变压器，通过内部降额方式来应对非线性荷载。这种理解是错误的。

K系数变压器与一般变压器的构造是非常不同的。其线圈和绕线方式都有更多的通风设计，在内核处有更多的刚才，具有不同的饱和度特性，而且原线圈（the primary）有额外的横截面来应对带谐波的电流；它们也可能配置了较大中线母排，应对中线过载电流；以及形状不同的导体应对涡流损失。所有这些元素结合起来，允许变压器在谐波环境下，在额定温度或低于额定温度环境下运行。根据谐波量的不同，变压器设计有不同的K系数。

有人声称，在一些典型的调光系统当中，并不需要K系数变压器，因为他们产生谐波的情况仅在于由于减少调光器设置，没有全部供电的时候。在调光系统仅仅是变压器负载上一小部分的时候，这种描述是正确的。比如，如果调光系统仅仅使用1500KVA变压器中的150KVA，变压器其余容量给设施中其他部分供电，调光系统中的谐波部分对于变压器不会有不利影响。但是当一个专门的变压器安装在调光系统上，旨在阻止谐波扩散、或提供线电压补偿调光器损耗的时候，看上去可以用一个小得多的变压器用在150KVA的调光系统当中。在这样的情况下，实际经验已经证明，K系数变压器更合适，既能够满足UL变压器认证，也能将其服务期延长至低温运行。另外，调光系统会一直产生一定的谐波，即使在调光器满开的时候，因为调光器输出波形会一直有过零停滞期，所以永远不会有一个纯正的正弦波。

对于一个典型的SCR相控制调光系统，现场的一些安装经验表明，K13系数是合适的选择。这并不是基于调光系统的精确谐波内容计算，因为这一点几乎不能呢定性，因为对于每个可能的调光器设置排列和负荷来说，情况都不同。很多工程师都对这种完全基于经验的选择不能接受，因为很多熟知的产生谐波的设备（如可变频驱动）确实可以进行精确描述。但是，现场实际经验仍然验证了这种选型的正确性。

其他变压器特征如阻抗、屏蔽、升温、铜或铝绕线以及噪音等级必须也要进行考虑。，应该提前知道的一点是，K系数变压器一般在同等功率水平下，要比普通变压器大15%到25%。

文章二：Steve Terry 2007年关于谐波治理的文章

--关于HMT优越于K系数变压器的阐述

过去五年当中出现了一种新的工具—谐波缓解变压器（HMT）。这种设备还有一个别名，叫做曲折变压器（zigzag transformer），名字的由来是其绕线的拓扑结构。这种变压器的先驱是PowerSmiths以及Mirus，而现在几乎所有主要变压器制造商都有这样的变压器。HMT变压器能够在谐波环境下降低电压畸变，通过减少谐波电流所见的阻抗来视线。实现这一点的技术源于如“零序流量消除（zero sequence flux cancellation）”这样的手法，消灭三次谐波；而通过相移，也就使得不同频率驱动常见的5，7,11次谐波得以消除，而这些在典型相位控制调光系统不存在。如此等等，本文不会对相移技术过多探讨。

HMT的次级绕组构成能够消除零序磁通（即3/9/15三次谐波）而无需将他们耦合在一次绕组。

在二次绕组每个相使用的线圈的线在铁芯变压器的三极是分开的。这种磁通消除也会给零序电流带来更低的阻抗。此外，降低的一次绕组电流会提高效率，使变压器在更低的温度运行。

HMT比K系数变压器或传统变压器有着成本溢价。但是，提高的效率和降低的无负荷损失可以使更高资本成本实现更短的回本期。另外，如果你希望找到绿色电力消耗的方式，那么就是它了。

HMT的特征是：

-给调光系统提供更高质量的供电输入—谐波失真更低

-由于变压器效率提高，无负荷损失降低，所以运营成本更加低廉

-变压器热度更低

-碳足迹降低

，HMT和演艺使用的相控制调光系统的兼容性已经在一些大型而且重要的场合证明了其适用性，比如三星和华为国内工厂