关于建筑电气设计中电源谐波问题的探析

《关于建筑电气设计中电源谐波问题的探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、关于建筑电气设计中电源谐波问题的探析宋一章保定市建筑设计院有限公司河北保定071000摘要：随着经济发展和人民牛.活水平的不断提高，社会对电力的需求越来越大，与此同时对供电质量和可靠性要求也越来越高。在这种情况下，电源谐波的危害性逐渐引起了人们的注意，木文就此做一探讨。关键词：建筑电气设计；电源谐波一、电源谐波的含义所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。但是，有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波或分数谐波。所以从定义上可以看到，只要电压或电流波形是非正弦的，它就含有谐波。对于电阻、电容、电感这类线性

2、负载而言加上正弦电压后电流也是正弦的，而对于非线性负载它加上正弦电压后会产生非正弦电流，这些非线性电流注入到电网中就是谐波的来源。二、现代建筑中谐波现象的存在和产生的原因近年来，随着时间的推移，技术的进步和计算机时代的到来，国家工业化和建筑智能化水平不断提高，大容量电力整流、换流设备以及电子设备在各工业部门和电力系统及其自动控制中的广泛应用，产生谐波的设备及数量均己剧增，并将继续增长。电网中的非线性负载有：相控晶闸管整流设备和不间断电源(UPS)、变频装置、电弧炉、荧光灯等气体放电类光源、个人计算机及服务器和家用电器。这些设

3、备大至电气化机车、电解槽、变速装置、整流器；小至电视机、计算机、充电器与节能灯等，这些大大小小的谐波源都给电力系统造成了谐波污染。即便供给它们理想的正弦波电压，流过它们的电流也含有谐波成分。除了特殊情况外，谐波现象产生主要是大容量电力设备和用电整流或换流设备，以及其他非线性负荷造成。当正弦基波电压(当电源阻抗为零阻抗时)施加于非线性负荷时，负荷吸收的电流与施加的电压波形不同，畸变的电流影响电流冋路中的配电设施，诸如变压器、导线、开关设备等。在实际存在系统电源阻抗吋，畸变电流将在阻抗上产生电压降，因而产生畸变电压，畸变电压将对

4、所有负荷产生影响。这些电力设备或用电设备负荷从电力系统中吸收的畸变电流可以分解为基波和一系列的谐波分量，其谐波电流值实际上与50Hz基波电压值和供电网的阻抗无关。因此，对大多数谐波源可视作为恒流源。三、现代建筑电气设计中电源谐波研究的重要意义随着社会的发展、科技的进步，电力系统的谐波源也发生了很大的变化。现代日益增长的非线性负荷的应用引起的谐波电流将会给电缆、变压器及电动机带来麻烦。从供电中汲取谐波电流就会迫使电压波形发生畸变，如果不加以抑制的话，谐波对电力系统电磁环境的污染将危害系统本身及广大电力用户，危害面十分广泛，甚至

5、引起事故发生。智能建筑中产生的谐波电压和谐波电流，对配电系统是一种污染，不仅使楼宇中的终端电气设备与电子设备及楼宇智能化系统用电环境恶化，并对周围的通信系统甚至配电系统以外的设备带来危害。智能建筑电能质量问题中最严重的是谐波干扰问题。智能建筑中人量电力电子装置在使用中产生的谐波电流如果不加以治理直接注入电网，将使供电变压器低压侧谐波电压升高，低压侧负荷由于相互千扰而无法正常工作；另一方面谐波电压通过供电变压器传递到高压侧从而干扰其他用户。谐波对电网的危害除造成线路损耗外，谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐

6、波放大，甚至引起严重事故。因此，如何抑制谐波，使冇害谐波控制在规定限度内，使其产生的危害降至最小，是我们在现代建筑电气设计中必须考虑和面对的严峻问题。四、建筑电气设计中电源谐波抑制的方法1、采用LC组成的无源调谐滤波器以前传统的谐波补偿办法主要是采用LC组成的无源调谐滤波器，由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成。它利用电容、电感在谐波频率吋发生谐振，提供谐波入地的低阻通路，使谐波导入大地脱离电网。它工作在基波吋呈容性，能够冋吋补偿电网中感性无功功率，具有结构简单、技术成熟、前期投资少、功率容量大、运行可靠性高、运行费用低

7、等优点，一直被广泛使用。但它缺点也较多：受电网阻抗和运行状态影响大，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，甚至过载烧毁；它也只能补偿固定频率的谐波，当所需补偿谐波较多吋需装置多组滤波器，既增加了成本也降低了可靠性：当电网容量大，阻抗小吋为保证补偿效果需要滤波器有很高的品质因数；而当基波频率奋波动时，滤波器补偿效果不理想。2、有源电力滤波器有源滤波器是20世纪80年代以来逐渐兴起的谐波抑制新方法，0前己成为谐波抑制的一种趋势。奋源电力滤波器也是电力电子装置，原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个大小相同极性相反的谐

8、波电流，从而达到补偿谐波的效果，使电网电流只含奋基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，补偿特性不受电网阻抗的影响，因而受到广泛的重视。有源电力滤波器的优点：奋源电力滤波器是一种动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置，它能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，可以弥