建筑電氣諧波治理措施及設(shè)備選型簡(jiǎn)析

孫博

【摘要】概括諧波主要危害，分析電氣設(shè)計(jì)主要諧波抑制和治理措施，分析無(wú)源濾波和有源濾波等主要參數(shù)的設(shè)計(jì)和選擇，供廣大同行參考

【關(guān)鍵詞】諧波；無(wú)源濾波；APF；建筑電氣

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，建筑中各種變頻和非線性負(fù)荷廣泛應(yīng)用（如計(jì)算機(jī)、變頻空調(diào)、LED燈、變頻風(fēng)機(jī)、水泵、汽車充電樁、氣體放電燈等），造成建筑供配電系統(tǒng)諧波問題越來(lái)越突出，影響供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

所以了解建筑諧波特性，分析各諧波治理方法，采取合理的諧波措施，在經(jīng)濟(jì)性與治理效果之間取得良好的平衡，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)合理優(yōu)化設(shè)計(jì)有積極作用。

1、諧波治理措施簡(jiǎn)析

（1）選擇帶A接線的變壓器接線形式，這種接線形式使3n次諧波在A繞組中形成環(huán)流，可以抑制3n次諧波流入共用電網(wǎng)，但Δ繞組中諧波電流會(huì)造成繞組銅損增加、變壓器繞組過(guò)熱，所以在變壓器選型時(shí)應(yīng)適當(dāng)降容。

（2）增加導(dǎo)線截面，對(duì)于3n次諧波電流較大的三相配電線路或諧波電流較大的單相配電線路，配電設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該增加中性線導(dǎo)線截面、考慮導(dǎo)線載流量降容，避免中性線電流過(guò)大，導(dǎo)致導(dǎo)線發(fā)熱，影響使用壽命和使用安全?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008第7.4.4.3條對(duì)諧波影響下，導(dǎo)線截面選擇做了相應(yīng)要求。

（3）諧波源負(fù)荷和非諧波源負(fù)荷分開供電，可以用三相配電線路對(duì)諧波源負(fù)荷集中供電，且盡量做到三相負(fù)荷平衡，三相供電即能增加系統(tǒng)諧波電流承受能力，且有利于諧波電流的相互抵消；即降低對(duì)其他設(shè)備負(fù)荷和諧波敏感負(fù)荷的影響，也便于諧波的集中治理。

（4）對(duì)于大容量諧波源，在有條件的情況下，可以提高供電電壓，采用專用線路對(duì)諧波負(fù)荷供電，可以增加系統(tǒng)諧波承受能力，也便于諧波集中治理。所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用單獨(dú)變壓器給中央空調(diào)供電，同時(shí)適當(dāng)減低變壓器負(fù)載率，這樣既能減小大型變頻設(shè)備對(duì)其他用電負(fù)荷干擾，又便于集中治理。

（5）合理設(shè)置無(wú)源濾波器，無(wú)源濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、可靠性高，被廣泛運(yùn)用于配電系統(tǒng)諧波治理。通過(guò)在無(wú)功補(bǔ)償電容器串聯(lián)一定電抗率的電抗器，能有效消除特定次諧波電流，能很好的將諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償相結(jié)合。

（6）對(duì)于諧波頻率帶寬，波動(dòng)大的配電系統(tǒng)，可以設(shè)置有源濾波器（APF）。有源濾波是采用電力電子裝置，通過(guò)特定算法，產(chǎn)生一個(gè)與諧波波形相同、幅值相等、相位相反的電流來(lái)抵消諧波電流。

2、無(wú)源濾波器參數(shù)選擇