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1、通信電源系統(tǒng)諧波治理與節(jié)能一、諧波的產(chǎn)生與危害二、諧波治理方案與工程實踐三、諧波治理效果評估四、諧波治理工程的節(jié)能降耗效果五、結(jié)論與前景展望通信電源系統(tǒng)諧波治理與節(jié)能一、諧波的產(chǎn)生與危害1、電壓與電流波形分析2、諧波的產(chǎn)生3、諧波的危害基本概念周期性非正弦波可以利用傅立葉級數(shù)分解為基波和諧波兩部分。基波f1——指頻率為F（中國為50Hz）的正弦波諧波fn——指頻率為F正整數(shù)倍的正弦波諧波次數(shù)n——諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1)基波與諧波基波與三次諧波基波與五次諧波諧波的形成當正弦波電壓施加在非線性負載上時，電流就畸變?yōu)榉钦也?，非正弦波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生壓降，會使電壓
2、波形也變?yōu)榉钦也?。線性負載的特征負載吸收的電流是與電壓頻率相同的正弦波電流，電流與電壓之間可能存在著固定的相位差歐姆定律定義了線性負載的電壓與電流的比值為一個常數(shù)——負載的阻抗電流和電壓之間的關系是線性的。例如：白熾燈泡、電加熱器、電阻、電動機、變壓器等這類負載中沒有任何有源電子器件，只有電阻(R)、電感(L)和電容(C)。非線性負載的特征負載吸收的電流為周期性的，但不是正弦波電流，電流中因含有諧波而造成波形失真；歐姆定律中定義的電壓和電流之間的關系不再有效，因為負載的阻抗在一個周期內(nèi)是變的，電流和電壓之間的關系也不再是線性的了。不同負載產(chǎn)生的諧波標準的正弦波形電流波形（變頻器）
3、電流波形（日光燈）電流波形（電梯）與諧波相關的電氣參數(shù)總電流有效值（Irms）它是基波電流有效值IH1與諧波電流IHk的平方和的根值：電壓和電流的諧波失真度THD*%=總失真度=100×2、諧波的產(chǎn)生電源本身諧波由于發(fā)電機制造工藝的問題，致使電樞表面的磁感應強度分布稍稍偏離正弦波，因此，產(chǎn)生的感應電動勢也會稍稍偏離正弦電動勢，即所產(chǎn)生的電流稍偏離正弦電流。當然，幾個這樣的電源并網(wǎng)時，總電源的電流也將偏離正弦波。由非線性負載所致諧波產(chǎn)生的另一個原因是由于非線性負載。當電流流經(jīng)線性負載時，負載上電流與施加電壓呈線性關系；而電流流經(jīng)非線性負載時，則負載上電流為非正弦電波，即產(chǎn)生了諧波。主
4、要的非線性負載（１）開關電源的高次諧波，它由五部分組成：一次整流、開關振蕩回路、二次整流、負載和控制，這幾個部分產(chǎn)生的噪聲不完全一樣；（２）變壓器空載合閘涌流產(chǎn)生諧波；（３）單相電容器組開斷時的瞬態(tài)過電壓干擾；（4）UPS產(chǎn)生的諧波大功率UPS是通信電源系統(tǒng)中主要的諧波源。 采用可控硅整流是UPS產(chǎn)生諧波的主要原因。UPS生產(chǎn)廠家提供的諧波指標通常是滿載輸出時的數(shù)據(jù)，而實際情況中UPS不可能運行在滿載狀態(tài)下，特別在1＋1冗余配置時，通常在40％以下。根據(jù)其整流方式的不同，UPS的諧波指標一般在下列范圍：6脈沖整流：30％12脈沖整流：20％IGPT整流：10％由此可見，大功率UPS
5、是通信電源系統(tǒng)最大的諧波源。3、諧波的危害1）導致中性線電流過大，造成中性線發(fā)熱甚至發(fā)生火災；2）加大線路損耗，使電力電纜過熱、絕緣老化，電力電纜產(chǎn)生過負荷或過電壓；3）大大增加電網(wǎng)發(fā)生諧振的可能，諧振產(chǎn)生的過電壓和過電流會引起更嚴重的事故；4）變壓器產(chǎn)生發(fā)熱，損耗增加，同時降低變壓器容量，諧波電壓的存在增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場強度，諧波電流的存在增加了銅損。工程中需增大容量配置，增加變損費用和工程投資；5）損害電網(wǎng)中的敏感用電設備；6）使電容器過載發(fā)生，加速電容器老化和損毀；諧波的危害7）對繼電保護和自動控制裝置產(chǎn)生干擾和造成誤動作或拒動，造成區(qū)域性停電事故；
6、8）畸變電流在旋轉(zhuǎn)電繞組中流通，使電機產(chǎn)生附加功率損耗而過熱，降低空調(diào)工作效率，增加能耗，產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩和噪聲；9）干擾發(fā)電機組的運行，增大機組的配置容量；10)使計算機內(nèi)的元件溫度出現(xiàn)過熱，使計算機及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤，嚴重甚至損害機器。。二、諧波治理方案與工程實踐1、配電示意圖2、現(xiàn)狀測量數(shù)據(jù)電流電壓綜合波形電流、電壓綜合波形基波有效電流5次諧波電流基波有效電流負荷綜合電氣數(shù)據(jù)5次諧波電流7次諧波電流11次諧波電流13次諧波電流綜合諧波電流頻譜各次諧波電流統(tǒng)計數(shù)據(jù)：諧波電流次數(shù)35791113151719212325UPS負荷側(cè)(A)：0.9841.08.870.2811.83
7、5.210.284.365.910.144.362.81各次諧波電壓統(tǒng)計數(shù)據(jù)：諧波電壓次數(shù)35791113151719212325UPS負荷側(cè)(V)：0.097.160.180.186.464.780.8012.2011.320.093.091.06從以上檢測結(jié)果看，負荷處產(chǎn)生的主要是以5、7次諧波為主的光譜諧波電流。其中總諧波電流畸變率THDI為30.6％；總諧波電流畸變率THDV為5.3％；3、諧波治理近年來，通信系統(tǒng)中由于非線性負荷的日漸增多，特別是一些大功率U
