本站原创【摘 要】随着时代的发展和社会经济的进步,节能灯、电子计算机等电子开关设备在民用建筑中的应用范围越来越广,这些电子开关设备慢慢就变成了民用建筑中配电系统的谐波源,严重影响到民用建筑中的配电系统.但是在治理民用建筑电气中谐波问题时却比较的困难,这是因为往往有很多形式的电气负载,并且有着多样化的运行状况.本文简要分析了民用建筑谐波问题的特点,然后探讨了如何才能够治理民用建筑电气中的谐波问题,希望可以提供一些有价值的参考意见.
【关 键 词】民用建筑；谐波问题；治理措施
随着科技的发展和电力事业的进步,电子开关设备给民用建筑的配电系统造成的危害越来越大,又因为民用建筑的电气荷载存在着多样化,所以很难治理谐波问题,本文针对这些问题,提出了相应的解决措施.
1.民用建筑的电气谐波概述
谐波指的是和基波有着相同倍数的频率的辅波或者分量.在十八世纪就有人对谐波进行了数学分析,人们开始对电力系统的谐波问题产生关注应该是在二十世纪的二三十年代,并且人们也开始将电力系统的畸变现象纳入了研究的范围；但是,人们在研究谐波的过程中,重视的只是有些较大功率的方面,比如工业设备等等,而忽略掉了低压民用建筑的配电系统,这样就没有能够科学的治理民用建筑的谐波问题.随着时代的进步,人们的生活水平质量在不断的提高,民用建筑中随处可见的就是各种各样的电子设备,这些设备产生的谐波就会严重影响到电力系统,如果不能够有效的控制,就会使电网出现很严重的耗损,并且在大量浪费电能的基础上,危害到电网的安全运行,所以就十分必要治理民用建筑的电气谐波.
2.民用建筑的电气谐波分析
谐波源和谐波危害分析：各种非线性用电设备往往是民用建筑的电气谐波源,包括很多内容,比如一些可控开关设备、交直流的换流电力设备以及变频器等等,可以将其划分为单相整流负载和三相负载两种形式.
单相负载主要包括的是电梯、节能灯、空调、计算机等等负载；这些单相负载产生的谐波电流主要是三次、五次、七次和九次；在这些单相负载电气谐波源中,计算机负载产生的谐波电流最大,并且,不同计算机之间产生的谐波电流含量也会存在着很大的差异.节能灯负载的谐波会比空调和电梯负载稍微大一点,单相负载的谐波电流会受到运动状态变化的影响.
三相负载主要是一些三相ups电源和生活水泵等负载；三相变频负载产生的谐波电流主要是5次和7次,并且产生的电流畸变会在百分之七十以上.如果没有采取一些治理谐波的措施,那么设备的功率会对三相负载所产生的谐波电流产生直接的影响,并且它们之间呈反比关系,也就是设备的功率越大,那么产生的谐波电流就越小.有些三相负载本身就具有抑波设备,比如电抗器等,这样就可以有效的减少产生的谐波电流；在一般情况下,三相负载在民用建筑中并不多见,往往都是集中使用,但是它也是非常重要的谐波源,会危害到电网的安全运行,因此需要产生重视.
谐波对变压器也会产生影响；如果大量使用单相负载,那么电压器中线的谐波电流就会出现叠加,增大零线电流,导致变压器的温度升高,这样就很容易出现一些火灾等事故.在通常情况下,过高的单线负载的功率因数就会导致出现一些不合理的功率因素等问题.同时,单相负载因为具有一系列的特点,比如不可预测和较大的变化性等,谐波就会出现比较大的变化,这样就会有很强的随机性,并且单相负载还有着比较明显的季节性.
3.治理民用建筑的电气谐波
目前,一般采用两种方法来治理民用建筑的电气谐波,一种是对电气负载的运行方式进行改变,这样就可以通过减少电网内的负载谐波电流来达到治理的目的,比如为了减少谐波电源,可以将在配电系统中运行的三相负载替换为单相负载等；第二种方法是将滤波器安装在电气负载中,从而有效的减少进入电网中的谐波电源,滤波器分为有源和无源两种,两种滤波器各有优势和缺陷,比如有源滤波器有着较高的成本,但是性能相较于无源滤波器来说比较好；目前普遍使用的都是无源滤波器,主要有三种,曲折接线的变压器型、中线串联的阻断器类型、并联的LC滤波器等等.目前民用建筑中广泛采用的是中线串联的阻断器类型,这是因为这种滤波器使用起来比较的方便和自由.
曲折接线的变压器：曲折接线的变压器构造方式主要是在三相四线制的中线和相线上并联曲线滤波器,这样就形成了一个阻抗通道,它具有很低的零序性谐波,从而有效的滤除中线中的谐波电流.国外已经逐渐的采用这种滤波器,但是国内使用还不是很多,使用范围还比较的小.这种滤波器在模拟分析中,发现有着很小的阻抗电压,但是因为目前的技术条件还很不成熟,所以变压器内阻还很不平衡,所以滤波效果还远远不能够达到理想状态.但是这种滤波器在三相负载中的滤波效果却不好,这是因为它是并联结构,并且有着比较明显的滤波器本身的感性负载,因此,对于零序谐波电流可以起到很到的抑制作用.
中线串联的阻断器：中线串联的阻断器指的是串联起电抗电容,设置谐振为三次,这样就可以形成回路,具有三次谐波,并且阻抗也比较的高,这样就可以通过抑制中线的三次谐波电流达到抑制中线电流谐波的目的.目前国内外都采用中线串联的阻断器,这是因为它的安装非常的简单,并且具有很好的滤波效果.串联阻断器在过滤谐波的时候,会增大中线阻抗,并且偏移中线的电压.在通常情况下,电流滤波的时候,零线电压会偏移大概三四十伏左右,如果电抗器存在在整流桥中,那么偏移的零线电压就会受到电源的影响而增大,从而影响到负载端的电压.通过实践证明,串联滤波器可以有效的抑制零序谐波电流,并且也可以有效的抑制5次和7次谐波电流.
并联的LC滤波器：LC滤波器采用的形式是传统的单调谐,结合并联电抗阻和串联电抗组两种形式,来有效的抑制谐波电流.LC滤波器在国外和国内都有采用,但是因为一些问题,比如功率因素的超前等等,就会影响到滤波的效果,往往只能抑制谐波到百分之三十.为了解决这些问题,就对传统的LC滤波器进行了创新,但是组合的LC滤波器需要较高的成本,因此使用的范围也不是十分的广泛.
4.结语
随着科技的发展以及人民生活水平的提高,越来越多 0;非线性用电设备出现在民用建筑中,这些非线性用电设备会产生大量的谐波,影响到民用建筑的低压配电系统,如果不及时的对其进行控制,就会影响到电网波形,在严重浪费电能的基础上,还会在很大程度上影响到电网的安全运行.本文简单分析了民用建筑的电气谐波,然后重点分析了民用建筑的电气滤波治理,希望可以提供一些有价值的参考意见.