探討諧波治理措施在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用(1)

1、討論諧波治理措施在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用(1)論文論文摘要：本文結(jié)合筆者多年工程的理論經(jīng)歷，對(duì)諧波存在于智能建筑中的危害進(jìn)展了分析，并針對(duì)目前在建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用的諧波治理措施作了比較與分析，謹(jǐn)供大家作參考之用。 論文關(guān)鍵詞：智能建筑；電氣設(shè)計(jì)；諧波治理措施；危害 1 諧波對(duì)智能建筑的危害 智能建筑中諧波主要來(lái)自兩方面：一是大量非線性負(fù)荷形成的諧波源，例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)電源、電子式熒光整流器等導(dǎo)致配電系統(tǒng)的電壓、電流發(fā)生畸變，產(chǎn)生諧波；二是公用電網(wǎng)本身具有一定的諧波含量和配電變壓器作為諧波源產(chǎn)生的諧波，由公用電網(wǎng)側(cè)傳輸至配電系統(tǒng)。惡劣的諧波環(huán)境將會(huì)對(duì)智能建筑中用電設(shè)備和系統(tǒng)造成宏大的危害，主要

2、表如今以下幾個(gè)方面： 由于設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流在設(shè)備和真實(shí)地之間產(chǎn)生一個(gè)電壓降，因此，容易使電腦死機(jī)；高次諧波會(huì)在中性線上疊加，中性線電流可以在建筑物金屬構(gòu)造上任意流動(dòng)，從而產(chǎn)生不受控制的磁場(chǎng)，即引發(fā)計(jì)算機(jī)屏幕的頻閃現(xiàn)象；由于開(kāi)關(guān)、短路以及負(fù)載變化而引起的短時(shí)間電壓變化將會(huì)引起燈光頻閃，過(guò)度的頻閃將會(huì)使人體不舒適；嚴(yán)重的諧波畸變會(huì)引起在一個(gè)正弦周波內(nèi)的額外過(guò)零點(diǎn)，影響測(cè)試設(shè)備，干擾程序控制裝置的同步性，導(dǎo)致控制裝置死機(jī)。 智能建筑中線纜密布，系統(tǒng)設(shè)備繁多，微電子裝備復(fù)雜，且防護(hù)才能弱，高次諧波將會(huì)使智能化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生誤碼、錯(cuò)碼、誤動(dòng)作，使信號(hào)系統(tǒng)受到污染、產(chǎn)生噪聲，甚至連通話質(zhì)量都不能保證。

3、隨著低電壓信號(hào)在IT設(shè)備中使用的增加，比特錯(cuò)誤率也隨之進(jìn)步，甚至可以高到使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 在諧波電壓作用下，電容器會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗，加快絕緣介質(zhì)的老化。更為嚴(yán)重的是，大量諧波電流很可能引發(fā)電容器和系統(tǒng)其他元件之間的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，造成電容器超載而損壞；使與電容器連接的配電回路中所有線路、設(shè)備因電壓閃變、超壓、過(guò)負(fù)荷而損壞。 配電回路的諧波電流含量高會(huì)使斷路器遮斷才能降低。這是因?yàn)榛冸娏鬟^(guò)零點(diǎn)時(shí)，電弧電流隨時(shí)間的變化要比工頻正弦電流大，電弧電壓的恢復(fù)要迅速得多，使電弧容易重燃，導(dǎo)致誤跳閘或在該跳閘的時(shí)候根本不跳。剩余電流可能會(huì)到達(dá)使剩余電流保護(hù)裝置動(dòng)作的設(shè)定值。事實(shí)說(shuō)明，空氣電磁斷路器

4、不能遮斷其分?jǐn)嗖拍芊秶鷥?nèi)波形畸變率超過(guò)50的故障電流，而且還會(huì)導(dǎo)致斷路器損壞。 電壓諧波會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額外損耗。高次諧波導(dǎo)致的扭矩脈動(dòng)在聯(lián)軸器和軸承處會(huì)產(chǎn)生磨損和裂紋。由于電機(jī)速度是固定的，諧波中儲(chǔ)藏的能量就以額外的熱量形式散發(fā)了，導(dǎo)致設(shè)備過(guò)早老化。對(duì)于電力電纜和配電線路，諧波電流頻率增高會(huì)引起明顯的集膚效應(yīng)，導(dǎo)線電阻增大，線損加大，發(fā)熱增加，絕緣過(guò)早老化，容易發(fā)生接地短路故障，形成潛在的火災(zāi)隱患。在智能建筑中大量集中使用電子計(jì)算機(jī)和大面積采用電子節(jié)能氣體光源照明的場(chǎng)合，中性線電流甚至到達(dá)相線電流的2倍，致使中性線過(guò)熱、燒毀，甚至導(dǎo)致火災(zāi)。2 諧波治理的主要措施 采用無(wú)源濾波器。采用無(wú)源濾波器是傳統(tǒng)的抑制諧波的方法。無(wú)源濾波器包括一組以串聯(lián)方式連接的電抗器與電容器。此電路的阻抗在某一頻率下，被設(shè)計(jì)成比電網(wǎng)中的其他電路低的多。這種裝置的缺點(diǎn)是容易過(guò)載，在過(guò)載時(shí)會(huì)被燒損。另外，可能造成功率因數(shù)過(guò)補(bǔ)償，同時(shí)無(wú)源濾波器不能受控。因此，隨著時(shí)間的改變以及配件老化或電網(wǎng)負(fù)載的變動(dòng)，會(huì)改變諧波振頻率，使濾波效果下降。更重要的是，無(wú)源濾波器只可以過(guò)濾一種諧波成分。假設(shè)過(guò)濾不同的頻率，那么要分別采用不同的濾波器，如有的濾波器只能濾除三次諧波。 采用有源濾波器。并聯(lián)型有源濾波器本質(zhì)上是一個(gè)受控的、快速反響的諧波電流源，與非線性負(fù)荷并聯(lián)，自動(dòng)檢測(cè)非線性負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流。DSP產(chǎn)生的控制信號(hào)