现代建筑中电气谐波治理探析

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1、现代建筑中电气谐波治理探析　　摘要：谐波问题是建筑电气设计中的常见问题，它的存在不仅会对电力系统的运行产生影响，还对电力企业的经济效益和社会效益的提升造成了严重的阻碍，是我国电力事业进一步发展的绊脚石和拦路虎。如何有效治理谐波污染是电力发展的重要课题。本文就谐波污染的来源、危害以及目前常见的治理措施及其应用效果进行简单的探讨，以求对电力产业的发展、电力从业人员的电气设计提供一定程度的帮助。关键字：谐波污染；建筑电气设计；治理措施；应用分析中图分类号：F407文献标识码：A引言10在电力电子技术不断发展的现代社会，无论是工业生产还是人民生活都离不开电力资源。但是电气系统中的谐波污染给电力

2、资源最大效益实现和供电质量的提高都造成了严重的影响。同时，电力系统的运行过程中，如果出现短暂性的障碍，即使是局部的短路问题，谐波污染也会加重并影响电力系统的整体运行。因而，在建筑电气设计的过程中，如何有效规避谐波污染的危害，最大程度降低谐波污染的影响已成为电力设计从业人员的重点研究方向。谐波污染治理的难点在于其发生的随机性、不可预测性、不可重复性，尤其是在现代智能建筑中，对谐波污染的有效治疗，是各种精密电子设备和装置使用正常、寿命正常的有力保障。一、治理谐波的重要意义谐波现象早就存在，而对谐波治理的研究和工程实施主要集中在功率较大的工业设备。随着楼宇自动化进程的不断发展，形式多样的非线

3、性负载，如计算机、荧光灯等非线性设备在办公楼宇等民用建筑中得到了广泛应用，这些非线性设备产生了大量的谐波，正日益成为低压配电系统主要的谐波源，非线性负载产生的谐波电流如果不加抑制直接注入系统，必然引起电网波形畸变，导致变压器发热，增加电网网损，造成电能浪费，给电网安全运行带来影响。因此，就谐波治理方法在建筑电气设计中的应用进行探讨具有重要的意义。二、谐波污染的主要来源谐波的来源大致可分三类，一类是公用电网和电力设备本身可看作恒定的谐波源，一类是变压器非线性负荷形成的谐波源，一类是电器中数量较多的励磁电流构成的高次谐波。1、公用电网和电力设备本身可看作的恒定谐波源10一般认为，公用电网本

4、身具有一定的谐波含量；而随着各种高新技术在电力系统中的广泛使用，这些电气设备的结构特性和工作方式决定了其本身也会产生固定的谐波含量。公用电网向各配电系统输电的同时，会将本身的谐波含量通过配电系统进行传输。所以，这些可以看作恒定谐波源的网路与设备产生的谐波进入整个电力系统的时候，系统内会产生谐波压降，谐波压降又会进一步使系统中的电压发生畸变，影响系统的正常运行。2、变压器非线性负荷形成的谐波源变压器中的谐波主要来自于磁路的非线性电感。变压器中的励磁电流中有非正弦波，包括一些尖顶波、平顶波，而这些波形中的奇次谐波有不同程度的存在。在实际应用中，变压器中的谐波含量通常是比较低的，当然，这要求

5、变压器处于正常的工作状态；一旦出现额定电压空载或轻载状态时，变压器中的励磁电流降低，谐波含量升高。3、低压电器中数量较多的励磁电流构成的高次谐波现代建筑中使用的电器设备一般都自带小容量的变压器和整流装置，而电器的电源供给来源于低压电网，不同的电器设备的励磁电流通过数量的积累，形成高次谐波，对建筑电气系统产生较大的影响。三、建筑配电系统谐波的重要危害10在现代建筑配电系统中，谐波有两种产生渠道。首先，公用电网自身就存在着不成程度的配电变压器以及谐波含量作为谐波源的谐波，从公用电网转而输至配电系统当中；其次，大量的非线性负荷也能够产生谐波源，举例来说开关电源、计算机系统以及电子式荧光整流器

6、等等，都会致使配电系统的电流、电压发生异常突变，从而导致谐波的产生。可以说消极的谐波环境必然会对建筑中的用电设备产生严重的危害，我们可以将这种危害总结为以下几个方面：当前的智能建筑中往往线缆较多，微电子装备十分复杂，系统设备数不胜数，并且与之相适应的防护能力不足，高次谐波会导致智能电气系统设备产生错码、误码以及误动作，致使信号系统产生一定的噪音，受到不同程度的污染，严重的还会影响电气设备的正常使用。再加之低电压信号在电气化设备中的大量运用，进一步提高了比特错误率，在达到一定程度后会致使网络彻底崩溃。因为设备本身产生的接地电流在设备和真实地间会出现一个电压降，所以会致使电脑瘫痪；在中性线

7、上，高次谐波会出现叠加的情况，中性线电流可以随意地在建筑物金属结构上活动，因此产生了不受控制的磁场，表现为计算机屏幕的频闪；因为短路、开关和负载变化，会引起短时的电压变化，致使灯光频闪，严重的频闪对于人的视觉器官会产生伤害，威胁人体健康。过度的谐波畸变会造成在一个正弦周波内的额外过零点，对于测试设备会产生负面影响，更会影响程序控制装置的同步，最后表现为控制装置的死机。10断路器遮断能力出现降低情况，往往是由配电回路的高含量谐波电流导致，这主要是