1.引言

近年來，各種現(xiàn)代化樓宇建筑向樓宇自動化方向迅速發(fā)展，這逐漸成為城市及國家發(fā)展的一個(gè)重要參照物。高層建筑樓宇自動化系統(tǒng)（設(shè)備自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)）中的大量自動化設(shè)備需要高質(zhì)量的電源，但這些設(shè)備中相當(dāng)一部分由于具有非線性負(fù)載特性，又成為引發(fā)低壓供電系統(tǒng)諧波畸變的擾動源。這些諧波源對供電系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染，使電能質(zhì)量下降，不僅給樓宇中的電氣設(shè)備、電子設(shè)備帶來嚴(yán)重的危害甚至對整個(gè)樓宇智能化系統(tǒng)產(chǎn)生**影響。

因此，分析引發(fā)辦公樓宇供電中諧波畸變的各類諧波源，并針對諧波畸變的危害提出適宜的治理措施，對高層辦公建筑中樓宇自動化系統(tǒng)的**運(yùn)行具有重要意義。

2.存在的問題

2.1諧波來源

樓宇配電系統(tǒng)中的諧波主要來自兩個(gè)方面：一是負(fù)載本身含有大量的諧波源，這些諧波源可以產(chǎn)生大量的諧波電流，通過線路阻抗，又可以致使系統(tǒng)電壓中出現(xiàn)諧波電壓；二是公用電網(wǎng)本身含有一定量的諧波電壓，這部分諧波可以由網(wǎng)側(cè)傳輸至配電系統(tǒng)。

樓宇配電系統(tǒng)中的負(fù)載有以下特征：

（1）單相負(fù)載多

樓宇配電系統(tǒng)中，單相負(fù)載占到一半以上，而單相負(fù)載可以引起零序諧波，并能造成三相不平衡以及三相相差不對稱等問題。

（2）非線性負(fù)載比例高

樓宇配電系統(tǒng)中的主要設(shè)備有個(gè)人電腦、復(fù)印機(jī)、通訊設(shè)備、照明設(shè)備。部分樓宇配電系統(tǒng)中還會有UPS、一次電源等負(fù)載，這些負(fù)載都是樓宇配電系統(tǒng)中的主要諧波源。

（3）諧波源諧波畸變率大

據(jù)測試，樓宇配電系統(tǒng)中的諧波源的諧波畸變率都較大，如個(gè)人電腦諧波電流畸變率為100％，UPS畸變率約為20％－30％，一次電源諧波電流畸變率通常為40％－50％。

（4）樓宇配電中的大多數(shù)智能化及自動化設(shè)備對供電電能質(zhì)量要求較高，特別是對諧波敏感。

2.2諧波危害

樓宇配電系統(tǒng)的諧波電壓和諧波電流，對配電系統(tǒng)造成了極大的污染，不僅惡化了電網(wǎng)電能質(zhì)量，并對各種用電設(shè)備也造成了一定的危害。諧波對樓宇配電系統(tǒng)的危害主要有兩部分：

2.2.1對配電網(wǎng)絡(luò)的危害

（1）使變壓器產(chǎn)生附加功率損耗、發(fā)熱量增加以及產(chǎn)生脈沖轉(zhuǎn)矩和噪聲；

（2）加速絕緣線纜老化、發(fā)熱量增加、壽命縮短。嚴(yán)重時(shí)使系統(tǒng)短路，發(fā)生配電故障甚至造**身傷害；

（3）對斷路器、熔斷器、繼電器等各類保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生干擾，使其誤動作或者舉動作。

2.2.2對用電設(shè)備的危害

（1）使照明設(shè)備縮短壽命，對白光光源的照明設(shè)備影響更大。美國IES照明手冊明確指出，若諧波電壓畸變率達(dá)到5％，則白熾燈壽命縮短47％；

（2）使電壓表、電流表等各類電子測量設(shè)備測試誤差增加；

（3）容易引發(fā)無功補(bǔ)償設(shè)備的串聯(lián)諧振或者并聯(lián)諧振，引起電容器漲肚甚至爆炸、導(dǎo)致無功補(bǔ)償設(shè)備無法投切、系統(tǒng)功率因數(shù)無法提高。

3.解決方案

目前的諧波治理設(shè)備主要有KYLB無源濾波裝置以及KYXBQ諧波保護(hù)裝置（**有源濾波器）。傳統(tǒng)的KYLB無源濾波裝置具有結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。但是隨著各配電中心對電能質(zhì)量要求的提高，KYLB無源濾波裝置的局限性也逐漸凸顯?；诖?，KYXBQ諧波保護(hù)裝置由于其**的諧波補(bǔ)償性能而被廣泛應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的KYLB無源濾波裝置，KYXBQ諧波保護(hù)裝置主要有如下優(yōu)勢：

（1）動態(tài)補(bǔ)償，并可同時(shí)對諧波、無功、三相不平衡進(jìn)行補(bǔ)償；

（2）受電網(wǎng)阻抗影響小，能抑制電網(wǎng)諧振；

（3）補(bǔ)償方式靈活，既可對特定的諧波源進(jìn)行補(bǔ)償也可以對多個(gè)諧波源進(jìn)行補(bǔ)償；

（4）可無限制過載，不會降低配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.工程案例

某配電大樓因配電系統(tǒng)中存在大量諧波導(dǎo)致配電系統(tǒng)中線電流過大，電纜有發(fā)熱現(xiàn)象并且變壓器溫度過高且噪聲明顯，因此希望通過安裝KYXBQ諧波保護(hù)裝置進(jìn)行諧波治理。

諧波電流已經(jīng)發(fā)生畸變，尤其是波峰和波谷部分有明顯的尖峰，這很有可能是有3次諧波含量較大引起的，這樣的諧波波形因?yàn)橛蟹逯惦娐纷兇笠约白兓?span lang="EN-US">DI／DT大的特點(diǎn)，對配電系統(tǒng)的危害也更為明顯。該配電系統(tǒng)中含有較多的3次、5次、7次、9次、11次諧波。其中也是3次諧波尤為嚴(yán)重，而且3相不平衡嚴(yán)重引起中線電流過大、發(fā)熱嚴(yán)重等現(xiàn)象。

基于以上情況，該大樓決定采用KYXBQ諧波保護(hù)裝置對系統(tǒng)諧波進(jìn)行治理，坤友電氣針對該配電系統(tǒng)做出治理方案在系統(tǒng)總線處安裝KYXBQ-50A/380V-4L諧波保護(hù)裝置一臺，對整個(gè)配電的諧波進(jìn)行集中治理。

經(jīng)過治理，該配電中心的電能質(zhì)量得到改善，在應(yīng)用KYXBQ諧波保護(hù)裝置之后，該大樓的配電中心不僅有效對諧波進(jìn)行了治理，同時(shí)也治理了系統(tǒng)的三相不平衡。這樣的治理效果，不僅消除了諧波對電網(wǎng)和設(shè)備的危害而且也消除了中線電流過大引發(fā)火災(zāi)的隱患。

5.總結(jié)

在應(yīng)用KYXBQ諧波保護(hù)裝置之后，系統(tǒng)的諧波得以有效的濾除并且三相不平衡度也大大減小。這就說明KYXBQ諧波保護(hù)裝置有效的解決了改配電中性的諧波問題，是樓宇配電中心諧波治理的選解決方案。