探析建筑电气设计中电源谐波问题

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1、探析建筑电气设计中电源谐波问题　　摘要：本文从危害和治理措施两方面对建筑电气设计中电源谐波问题进行研究，总结了电源谐波问题对各类电器的危害，从有源滤波器、高功率因数整流器、谐波保护器、混合型滤波器和HTHF无缘谐波滤波器五方面提出治理谐波的措施，供广大学者参考关键词：建筑电气；电源谐波；危害；措施中图分类号：F407文献标识码：A前言：建筑电气设计包括建筑强电系统设计和建筑弱电系统设计。无论是在强电系统设计还是在弱电系统设计中，电源谐波问题是不可避免的。电网中存在很多非线性负载谐波源，如电解槽、计算机、整流器和充电器等，电网中配电变压器自身

2、具有谐波含量，这些都会产生较严重的谐波问题。只有从根本上对谐波进行治理，才能减少谐波危害，改善供电质量。1.谐波产生原因在智能建筑体系中，谐波的存在是一个极为严重的话题，尤其是自从上个世纪七十年代以来，随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在建筑领域的应用不断增加，所造成的谐波污染也越来越严重。就目前，我们常见的谐波产生原因分析，其主要的原因有以下方面71.1电源不稳定产生的谐波在智能建筑工程中，由于各种电气设备用电量和电压要求的不同，这就造成了电源电流供给中出现了高低变化的现象，无法保证电流的稳定性，从而造成了电源线路中多少存在着一

3、些谐波，给整个建筑结构带来了一定的影响。1.2电气系统中产生的谐波在智能建筑结构中，由于建筑本身存在着线缆、线路多，设备使用量大，环境复杂的影响，使得这一电力系统中本身存在着一定的谐波。这种谐波的存在一方面是由于电气设备运行中本身存在着一定的谐波问题，另外是由于变压器输电的时候就存在着一定的谐波现象1建筑电气设计中电源谐波问题的危害1.1电源谐波能使变压器的铁损、漏磁损耗和铜损增加，引起变压器发热。电源谐波的频率越高，集肤效应越明显，各种损耗越严重。除了变压器发热，电源谐波还会造成紧固体、变压器外壳和外层硅钢片发热。变压器的使用容量受变压器

4、发热的影响，变压器发热越严重，使用容量越少。如果变压器发热过于严重，还会造成额外升温。谐波源产生的谐波会流经变压器，谐波的振动对变压器造成损害。电源谐波还会使变压器工作时的噪声变大。71.2旋转电机也受到电源谐波的影响，电源谐波使旋转电机产生转矩、附加损耗，产生振动、噪音等现象，与机座之间发生共同振动，对设备造成破坏。电源谐波的电压、旋转电机不同的结构和型号都会影响危害的轻重。电动机设备受电源谐波的影响引起附加热损耗，干扰力矩会使电动机产生启动困难现象，降低运行效率。电动机内电源负序谐波一旦过量，会在机体内形成反转磁场和制动力矩，损坏电动机

5、。电源谐波也会使发电机过热，降低运行效率。1.3电容器额外功率受电源谐波电压的影响出现损耗，电源谐波的频率越大，容抗越少，形成的过电流会使绝缘老化的速度加快，绝缘击穿出现的故障随之增加。电网中的其他部分与电容器之间受电源谐波的影响出现谐振。如果电网系统内存在较强的电源谐波、各个系统参数与电网不能有力配合，就会出现并联谐振谐波或串联谐振谐波现象，引起过电流事故和过电压事故，使电容器遭到破坏、熔断熔丝，对电网设备造成再次损害，导致严重事故。电源谐波问题还会减少电容器的使用寿命。电源谐波频率越高，电容器的阻抗能力越低，产生事故的可能性就越高。1.

6、4电源谐波对电网中基波频率为基础过零检测的敏感性电子设备和电子电源造成影响，还会引起办公自动化、消防报警、安全防范和楼宇自动化等电气系统电子装置工作出现失误，影响工作效率。71.5电源谐波会引起电缆损坏。电缆中的电容促使谐波电流不断增大，当谐波电流经过电缆时，电流的不断增大又会引起集肤效应加重，从而使电缆发热、增加附加损耗。温升增大、绝缘局部放点和介损都会对电缆造成破坏。谐波对电缆造成的破坏危险性与电缆额定等级有关，额定等级越低，破坏危险性越小。谐波电流的电压会导致电压波形出现畸变，从而使线路不能正常工作。1.6电源谐波还会影响电网中的开关

7、设备，使其开断能力降低，延长开断时间，从而延长了对故障电流及时切除的时间，降低工作效率。电源谐波还会使电网系统中的自动控制装置和继电保护装置出现拒动或误动现象，使大面积地区出现停电事故。1.7电源谐波会对电网周围的通讯系统造成干扰。其中谐波电流和谐波电压的大小，通讯电路抗谐波干扰的程度，通讯线路与电力线路的静电感应、传导耦合和电磁感应强度决定了电源谐波对通讯系统干扰的程度和大小。受到电源谐波影响的通讯系统无法保持正常工作，信号数据的传输速度和质量会严重下降，传输图像或语言的清晰度严重降低，通讯时会产生严重的噪音，严重时会导致信号数据丢失，信

8、号之间不能正常传递。1.8电源谐波对建筑内办公电器、民用电器等的正常工作和使用寿命造成影响。很多办公电器、民用电器都是谐波源，同时又受电源谐波的影响，如打印机、计算机、收音机、电