在理想的干凈供電系統中，電流和電壓都是正弦波的。在只含線性元件(如：電阻)的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。

用傅立葉分析原理，能夠把非正弦曲線信號分解成基本部分和它的倍數。
在電力系統中，諧波產生的根本原因是由于非線性負載所致。當電流流經負載時，與所加的電壓不呈線性關系，就形成非正弦電流，即電路中有諧波產生。由于半導體晶閘管的開關操作和二極管、半導體晶閘管的非線性特性，電力系統的某些設備如功率轉換器會呈現比較大的背離正弦曲線波形。
諧波電流的產生是與功率轉換器的脈沖數相關的。6脈沖設備僅有5、7、11、13、17、19 …。n倍于電網頻率。功率變換器的脈沖數越高，最低次的諧波分量的頻率的次數就越高。
其他功率消耗裝置，例如熒光燈的電子控制調節器產生大強度的3 次諧波( 150 赫茲)。
在供電網絡阻抗( 電阻) 下這樣的非正弦曲線電流導致一個非正弦曲線的電壓降。在供電網絡阻抗下產生諧波電壓的振幅等于相應諧波電流和對應于該電流頻率的供電網絡阻抗Z的乘積。次數越高，諧波分量的振幅越低。
只要哪里有諧波源那里就有諧波產生。也有可能，諧波分量通過供電網絡到達用戶網絡。例如，供電網絡中一個用戶工廠的運轉可能被相鄰的另一個用戶設備產生的諧波所干擾。
諧波的危害：
降低系統容量如變壓器、斷路器、電纜等
加速設備老化，縮短設備使用壽命，甚至損壞設備
危害生產安全與穩定
浪費電能等。
理想的公用電網所提供的電壓應該是單一而固定的頻率以及規定的電壓幅值。諧波電流和諧波電壓的出現，對公用電網是一種污染，它使用電設備所處的環境惡化，也對周圍的其他設備產生干擾。
在電力電子設備廣泛應用以前，人們對諧波及其危害就進行過一些研究，并有一定認識，但那時諧波污染還沒有引起足夠的重視。
近三四十年來，各種電力電子裝置的迅速發展使得公用電網的諧波污染日趨嚴重，由諧波引起的各種故障和事故也不斷發生，諧波危害的嚴重性才引起人們高度的關注。
諧波的危害十分嚴重。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。諧波可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現混亂。對于電力系統外部，諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。諧波對公用電網和其他系統的危害大致有以下幾個方面：
加大企業的電力運行成本
由于諧波不經治理是無法自然消除的，因此大量諧波電壓電流在電網中游蕩并積累疊加導致線路損耗增加、電力設備過熱，從而加大了電力運行成本，增加了電費的支出。
降低了供電的可靠性
諧波電壓在許多情況下能使正弦波變得更尖，不僅導致變壓器、電容器等電氣設備的磁滯及渦流損耗增加，而且使絕緣材料承受的電應力增大。諧波電流能使變壓器的銅耗增加，所以變壓器在嚴重的諧波負荷下將產生局部過熱，噪聲增大，從而加速絕緣老化，大大縮短了變壓器、電動機的使用壽命，降低供電可靠性，極有可能在生產過程中造成斷電的嚴重后果。
引發供電事故的發生
電網中含有大量的諧波源（變頻或整流設備）以及電力電容器、變壓器、電纜、電動機等負荷，這些電氣設備處于經常的變動之中，極易構成串聯或并聯的諧振條件。當電網參數配合不利時，在一定的頻率下，形成諧波振蕩，產生過電壓或過電流，危及電力系統的安全運行，如不加以治理極易引發輸配電事故的發生。
導致設備無法正常工作
對旋轉的發電機、電動機，由于諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉子回路及鐵芯中產生附加損耗，從而降低發輸電及用電設備的效率，更為嚴重的是諧波振蕩容易使汽輪發電機產生震蕩力矩，可能引起機械共振，造成汽輪機葉片扭曲及產生疲勞循環，導致設備無法正常工作。
引發惡性事故
繼電保護自動裝置對于保證電網的安全運行具有十分重要的作用。但是，由于諧波的大量存在，易使電網的各類保護及自動裝置產生誤動或拒動，特別在廣泛應用的微機保護、綜合自動化裝置中表現突出，引起區域（廠內）電網瓦解，造成大面積停電等惡性事故。
導致線路短路
電網諧波將使測量儀表、計量裝置產生誤差，達不到正確指示及計量(計量儀表的誤差主要反映在電能表上)。斷路器開斷諧波含量較高的電流時，斷路器的遮斷能力將大大降低，造成電弧重燃，發生短路，甚至斷路器爆炸。
降低產品質量
由于諧振波的長期存在,電機等設備運行增大了振動， 使生產誤差加大,降低產品的加工精度，降低產品質量。
影響通訊系統的正常工作
當輸電線路與通訊線路平行或相距較近時，由于兩者之間存在靜電感應和電磁感應，形成電場耦合和磁場耦合，諧波分量將在通訊系統內產生聲頻干擾，從而降低信號的傳輸質量，破壞信號的正常傳輸，不僅影響通話的清晰度，嚴重時將威脅通訊設備及人身安全。
諧波會對鄰近的通信系統產生干擾，輕者產生噪聲，降低通信質量；重者導致住處丟失，使通信系統無法正常工作。
對電網的危害
(一)對電力電容器的影響
當配電系統非線性用電負荷比重較大，并聯電容器組投入時，一方面由于電容器組的諧波阻抗小，注入電容器組的諧波電流大，使電容器過負荷而嚴重影響其使用壽命，另一方面當電容器組的諧波容抗與系統等效諧波感抗相等而發生諧振時，引起電容器諧波電流嚴重放大使電容器過熱而導致損壞。因此，電壓諧波和電流諧波超標，都會使電容器的工作電流增大和出現異常，例如，對于常用自愈式并聯電容器，其允許過電流倍數是1.3 倍額定電流，當電容器的電流超過這一限制時，將會造成電容器的損壞增加、發熱異常、絕緣加速老化而導致使用壽命降低，甚至造成損壞事故。同時，諧波使工頻正弦波形發生畸變，產生鋸齒狀尖頂波，易在絕緣介質中引發局部放電，長時間的局部放電也會加速絕緣介質的老化、自愈性能下降，而容易導致電容器損壞。
(二)對電力變壓器的影響
1.諧波電流使變壓器的銅耗增加，引起局部過熱，振動，噪聲增大，繞組附加發熱等。
2.諧波電壓引起的附加損耗使變壓器的磁滯及渦流損耗增加，當系統運行電壓偏高或三相不對稱時，勵磁電流中的諧波分量增加，絕緣材料承受的電氣應力增大，影響絕緣的局部放電和介質增大。對三角形連接的繞組，零序性諧波在繞組內形成換流，使繞組溫度升高。
3.變壓器勵磁電流中含諧波電流，引起合閘涌流中諧波電流過大，這種諧波電流在發生諧振時的條件下對變壓器的安全運行將造成威脅。
(三)對電力避雷器的影響
變電站大容量、高電壓的變壓器由于合閘涌流的過程時間比較長，能夠延續數秒或更長的時間，有時還會引起諧振過電壓，并使相關避雷器的放電時間過長而受到損壞。這一問題對選擇保護高壓濾波器中電感或電容元件用的避雷器參數帶來較大的困難。
(四)對輸電線路的影響
1.諧波污染增加了輸電線路的損耗。輸電線路中的諧波電流加上集膚效應的影響，將產生附加損耗，使得輸電線路損耗增加。特別是在電力系統三相不對稱運行時，對中性點直接接地的供電系統線損的增加尤為顯著。
2.諧波污染增大了中性線電流，引起中性點漂移。在低壓配電網絡中，零序電流和零序性的諧波電流(3次，6次、9次……)不僅會引起中性線電流大大增加，造成過負荷發熱，使損耗增加，而且產生壓降，引起零電位漂移，降低了供電的電能質量。
(五)對電力電纜的影響
諧波污染將會使電纜的介質損耗、輸電損耗增大，泄漏電流上升，溫升增大及干式電纜的局部放電增加，引發單相接地故障的可能性增加。
由于電力電纜的分布電容對諧波電流有放大作用，在系統負荷低谷時，系統電壓上升，諧波電壓也相應升高。電纜的額定電壓等級越高，諧波引起電纜介質不穩定的危險性越大，更容易發生故障。
(六)對繼電保護及自動裝置的影響
1.對繼電保護及自動裝置運行環境的影響
(1)在諧波嚴重超標的電弧爐負荷、電氣化鐵路等諧波含量大的局部電網中會受到影響。
(2)頻繁出現變壓器嚴重涌流且涌流衰減緩慢的變電站受到涌流產生諧波的干擾。
(3)在系統因短路容量太小而可能出現較大諧波電壓影響的場所會受到影響。
(4)在易發生諧波諧振的配電系統、輸電系統、變電站網架近會受到影響。
(5)在諧波受到電容器組或其他原因而被放大嚴重的網絡附近會受到影響。
2.繼電保護及自動裝置利用的啟動量小
利用負序電流或電壓、零序電流或電壓、差動電流或電壓啟動會受到諧波的影響。其中利用負序量啟動的對諧波的敏感性最大。
3.繼電器或啟動元件本身對諧波敏感
(1)晶體管或集成電路保護裝置的動作量非常小和動作時間非常少，因此它的啟動判據容易受到諧波影響而出現較大的誤差。
(2)利用信號過零取樣的控制系統及利用數據過零點的數字式繼電器或微機保護，都會受到諧波的影響和干擾。
(七)對繼電保護整定的影響
繼電保護正常運行中，當電源諧波分量較高時，可能會引起過電壓保護、過電流保護的誤動作。當三相嚴重不對稱時，在正序性諧波或負序性諧波含量較高的情況下，可能對以負序濾過器為啟動元件的保護裝置產生干擾，而引起誤動。如某地電氣化鐵路通車后，曾發生過由于牽引變電所注入系統大量的諧波和負序電流，引起供電系統電能質量指標嚴重惡化，多次造成發電機的負序電流保護誤動，主變壓器的過電流保護裝置誤動，線路的距離保護振蕩閉鎖裝置誤動，高頻保護收發訊機誤動，母線差動保護誤動和故障錄波器誤動的事故。
微機保護裝置的大規模使用，使信號中的諧波干擾既可能引起測量誤差，又可能對裝置關鍵處理模塊的正常工作產生干擾，從而引起保護裝置的誤動或拒動。如上海寶鋼就發生過因電弧爐產生諧波的影響，造成諧波電流對數字型差動保護產生干擾，使差動保護動作跳閘的事故。
(八)對電力系統其他運行設備的影響
1.對同步發電機的影響。用戶的負序電流和諧波電流注入系統內的同步發電機，將產生附加損耗，引起發電機局部發熱，降低絕緣強度。同時，由于輸出的電壓波形中產生附加諧波分量，使負載的同步發電機轉子發生扭振，降低其工作壽命。
2.對斷路器的影響。諧波會使某些斷路器的磁吹線圈不能正常工作，斷路器的遮斷能力降低，不能遮斷波形畸變率超過一定限值的故障電流，對中壓斷路器截斷電感電流時可能發生諧頻涌波電壓和重燃現象，導致斷路器觸頭燒損。
3.對消弧線圈的影響。當電網諧波成分較大時，發生單相接地故障，消弧線圈對諧波電流將可能不起作用，在接地點得不到的補償，從而引發系統的故障擴大。
4.對載波通信的影響。高諧波含量對電力載波通信的干擾主要表現在語音通信過程中產生噪聲，數據傳輸失真，降低EMS、DAS實時數據的真實可靠性，造成集中抄表系統中數據出錯等故障。
(九)對電力用戶的影響
用電設備對系統電源的污染會影響用電設備自身的可靠性。使用電能質量污染的電源，用電設備又可能成為新的污染源，而危害電力系統和其他用戶設備?？赡墚a生的影響包括：對用戶電動機產生影響;對用戶補償電容器產生影響;對用戶自動控制裝置產生影響;對居民生活用電產生影響;對用電安全造成威脅。另外，還包括對電信通信造成影響，對廣播、電視及精密制造工業造成干擾和影響，這類干擾和影響有些表現在差模干擾和共模干擾，差模干擾是工頻及長線傳輸分布電容的相互干擾，共模干擾是引起回路對地電位發生變化的干擾，是造成微機控制單元工作不正常的主要原因。
(十)對用戶電動機的運行影響
諧波電流通過交流電動機，使諧波附加損耗明顯增加，引起電動機過熱，機械振動和噪聲增大。當三相電壓不對稱時，定子繞組上產生負序電流，并勵磁產生負序旋轉磁場，該制動磁場降低了電機的最大轉矩和過載能力，增加銅損，并且負序過電流可以將電機定子繞組燒毀。負序性的諧波分量(5次、11次等)對電機的影響與負序電壓的效果一樣。當產生電壓波動的主要低頻分量與電機機械振動的固有頻率一致時，誘發諧振，會使電動機造成損壞。
(十一)對用戶補償電容器的影響
電網無功配置容量中電容器所占比例最大，其中用戶電容器約占全部電容器的2/3。這部分電容器的設計大多只考慮無功補償量，不考慮裝設點電能質量的實際污染情況，因此，運行點電能質量指標低時，常造成一些事故，如補償裝置投不上、電容器使用壽命降低、電容器保護熔絲熔斷，甚至發生串并聯諧振，引發電容器的諧波過電壓與過電流，導致電容器爆炸等。另外，由于用戶電容器的管理按平均功率因數進行考核，電容器很少按電網實際運行情況投切，甚至只投不切，無形中使電網電壓失去了應有的調節裕度，使電壓偏差等電能質量指標難以控制。
(十二)對用戶自動控制裝置的影響
隨著數字控制技術的大規模使用，很多精密負載對受電電能質量指標提出了更高的要求。電能質量污染對這類設備的危害主要有三個方面，即在設備的檢測模塊中引入畸變量、干擾正常的分析計算、導致錯誤的輸出結果。另外還會對設備的硬件，如精密電機、開關電源等造成不可逆轉的損壞。干擾負載的保護回路，造成誤動作等。