智能建筑谐波畸变及其防范_工学论文范文

《智能建筑谐波畸变及其防范_工学论文范文》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、智能建筑谐波畸变及其防范摘要：着重分析了智能建筑中引发谐波畸变的各类扰动源，并针对谐波畸变的危害，提出和应的防范措施。关键词：智能建筑谐波畸变扰动源1引言智能建筑三A系统（设备自动化系统、办公自动化系统、自动化系统）中大量自动化设备需要高质量的电源，但同时其中相当数量的设备由于具有非线性负载特性，又是引发谐波畸变的扰动源。因此分析引发谐波畸变的各类扰动源，并针对谐波畸变的危害，提出相应的防范措施，对智能建筑中三A系统的安全运行具有重要意义。2谐波分析依据国际电工委员会（IEC）在文献［1］屮制定了单次谐波电压的兼容水平，即最人容许值。当各次谐波电压低于文献［

2、1］规定的限值时，总的谐波电压畸变不超过8%。该规定兼顾了供电系统少制造商的共同利益。在GB/T14549-93标准中规定：380V电网屮各奇次谐波电压含有率限值为4%,各偶次谐波电压含有率限值为2%。总的谐波电压畸变率允许值为5%。以上均指相电压。GB50174-93（电子计算机房设计规范）在电源质虽:分级中对谐波电压畸变率提出明确限值。房电源质量划分为A、B、C三级，允许谐波电压畸变率限值A级为3%〜5%,B级为5%〜8%,C级为8%〜10%。笔者认为智能建筑屮具他自动化设备对电源质量的要求均可参考此规定限值。总谐波畸变率THD是以基波为准的一个比值，用

3、百分数表示，分为总电压谐波畸变率和总电流谐波畸变率。总电流谐波畸变率计算公式如下：图1变频传动装置输入电流波形电网输入上述设备的波形是正弦波，但山于该类设备自身是谐波发牛源，从而导致设备输入波形畸变。4谐波畸变产生的主要危害（1）导致电力变压器发热谐波导致电力变压器发热源于两方面原因，其一是谐波电流能增加变压器的铜损和漏磁损耗；其二是谐波电压能增加铁损。变压器的发热程度直接影响了变压器使用容罐的降低程度。（2）导致电力电缆发热在三相对称回路中，三次谐波在三相导线中相位相同，在中性线上叠加后产生了3倍于相线的谐波电流和谐波电压，导致中性线温度升高。智能建筑屮大

4、量的OA设备及电子式荧光灯均使三次谐波在系统中的占有率增大，因此谐波引起中性线发热问题值得关注。当高频电流通过导线时，电流具有集肤效应，显然鬲次谐波电流的存在使线路集肤效应加重，线路外表面电流密度加大，从而导致线路（相线及中性线）发热。（3）导致对电子设备的干扰智能建筑中口动化及电子信息设备均要求有较高的电源质量,R都工作于低电压水平，极易受到谐波的干扰而使控制失常。控制失常可能引发三A系统的严重故障。（4）导致低压配电设备工作异常谐波畸变可使配电用低圧电器设备（断路器、漏电保护器、接触器、热继电器等）发生故障。谐波电流使低压电器设备铁损、铜损增加，集肤效应

5、加刑,从而产生界常发热，误动作等故障。5谐波畸变的防范措施鉴于智能建筑对三A系统运行的高可靠性要求，应适当采取消除或抑制谐波危害的防范措施如卜：（1）在根据负载确定电力变压器额定容量时，应考虑谐波畸变而留有格量。在民用建筑设计中一般应保证变压器负荷率为70%〜80%左右，该负荷率的工程裕量即口J防范谐波引起的变压器发热危害。（2）在电缆截血•选择屮应考虑谐波引起线缆发热的危害。对于联接谐波主要扰动源设备的配线，确定线缆载流量时应H有足够裕量，可适当放人一级选择线缆截面。在三相四线制系统屮，应考虑三次谐波电流利高次谐波电流引起的集肤郊应对中性线的发热危害，即在

6、小性线截面的选择中国有足够裕量。（3）在设计和施工阶段，建议采取以卜•措施抑制谐波对电子设备的干扰。①为该类设备设计专用回路供电，尽可能避免干扰沿供电线路窜入。②为易受T扰设备加装线路滤波器，消除或抑制谐波分虽，达到净化电源H的。③使该类设备配线尽可能远离谐波电流畸变严重的线路，以避免空间电磁干扰。（4）智能建筑中的变频传动装置（VFD）是主要的谐波扰动源，建议采収以下措施抑制其引发的谐波畸变：①在变频传动装置上加装一直流中接扼流圈，其对等效为在直流付线电容器前滤波电路屮的一个电感，它可降低流入电容器的线路电流变化率（di/dt）,从而降低电流峰值，改善输入

7、电流波形如图2所示。②在变频传动装置上申接输入电抗器。该电抗器町过滤高频干扰，提高防电涌水平和减少谐波。其输入电流波形如图3所示。其作用原理也是减缓流人传动装置电容器电流的di/dt,从而降低了电流的畸变水平。电抗器按通过全电流时的电压降标定，其常川值为3%〜5%,—个3%的输入电抗器可降低40%〜60%的电流畸变。在厂家提供的产品样木中，常列出输入电抗器供设计选用。③某些VFD产品利用两台并联的6脉冲整流器（12脉冲整流器）通过相位变换有效地消除谐波。一•般是用特别设计的12脉冲变压器来实现电源的相位变换，其输入电流波形如图略所示，该措施能降低90%的电流

8、畸变水平。图3带输入电抗器的VFD输入电流波形图4具