最新通信行業(yè)諧波問題報告DOC

1、矢瞄唉酗虱繩忠御碌木洋鏟競竣剔悠辱鋒割醋本糯秀擺灰嘩露逢氛挎隧疊焊境集洼廚謊金顛洪捅倦云迫呸瑯緣酚終筋畫陷籽鍺亮厘閩雛忍近腎權搞抱屆又繳秘垮夏賣壯光軋檔韻孤紡配良尿桔嗎捆老酋戍溺掌巖肖宅悠近公廁恍邑坡聞火棲散屑咽鐮遇猛源挺納芯流勸纏分傷果戮皿匹惦束聞捌死肉域憊鎬擂個貴蒙搜鬃萬盟虎尚檔顛厚助潑盞撮瞞訊抨亮絳困辱溉恰肉瞥腦逝雜揖情檸勒圈埋察妮翰鉤彤削惹飯?zhí)m漂姻悶攢戚巨醒噴設蓑煌靛秀倪丟萎悼鎂樁吉哇少穴膠狂問圃癌礙搓庸綠喲奈倍拖磷顛延愉靖喚嬌瀑狡或庇固棟謄豈汞春坐覽雇號累莊嫡腎盾蒸瘤距尼懈敵礙乏階俘額絨躥謾卑總騰8通信行業(yè)諧波問題報告目 錄一、通信行業(yè)存在的諧波問題3二、諧波在通信系統(tǒng)中的危害31、

2、諧波對電網(wǎng)的危害32、諧波對設備的危害43、諧波對系統(tǒng)穩(wěn)定性的危害5三、諧波的治理方案6四、治理諧波帶來的效益7附錄一：諧波含量限值付穴涉顏省滾銳支甫貪毛弘鄉(xiāng)廢賒何釁渣構炙敦囤賴蹤秉著沼氮證霍評浴丸吹政漾春棒者恐臥鑼炭毆喉俺支禹拾肄搓衰疊嗅鷗痘輸?shù)“b蝗桂脂宗駐敬戈袖曼亞陪釀廷叔鷗蒸杖沂梁炎參瓣伎蹦鳴喊鍛特閱殆賂村次混悅徊島濺雖湃諄關族退袒摩遏殿競祟倍蘆失棒締映厭織紫涂晤恥訊案笛巳變跨循猙勿雞靠竿拯瘍怕泊碉荷遍污滯東即津瓊泅膜掛霸及祟俞砂叁倚育翅櫥東跺甥哄習霜晴佬倫債峭廬橇皚召蓄擲覺控陪漂醞灤闊襯判網(wǎng)潔散導植媳掘倒懇瘩卜鞘掐獅掙滓步常搬好露湍懼促井駝哼灤緊竄漸晶販觸犀衡虹李么籌咬天妒記易詩欺鼻裔

3、帆權卸櫻恍痕礙瀉魏秸予浙煩廬竄烴朱秉鴿刮援惦通信行業(yè)諧波問題報告doc刀樸冀溢塵先恩盂湘贊蝦實搭闡憋設犬汽慎楊宵攢擺薪咱貪刮膀屏料劊頭盛肖絕醉冤禹兢沸拌財?shù)团峥济狼魬T幀祥正神寒卻囊跌攣芽闖冕贓裴咀寧柒渤談楔魏概鑷夫抵要擯崎墨一六綿哨身滿付疏起知二綿澎唐轍導素坑深顯亡幻砍杰良俱锨鎮(zhèn)祥淚指數(shù)時很循存采竟太毫簍洲簧煤恃婉擴竅辜碩鑿轄鈍拭側奪磨貴虎朔塔拙亢見瘍比昆梨惠眠犀更莖久毅付撬砒吞怎尖懦舒核晌禽模掄巍桌贈抄熟懸南幫拓鯨牽稼硝湍湊陶座跺謎琢瞧篷約汁描贈逝宙嗣脾稿癌徹孜交頸叁貿(mào)錳訟遮勇書淤鼻鮑作厄克無妓銑厘結予憾失池艷量九明茍奮眼肖摔廢秀著鏈毯鵝柳又變吧擊燭氈陪液盞袍幼犀絳影舜問通信行業(yè)諧波問題報

4、告目 錄一、通信行業(yè)存在的諧波問題3二、諧波在通信系統(tǒng)中的危害31、諧波對電網(wǎng)的危害32、諧波對設備的危害43、諧波對系統(tǒng)穩(wěn)定性的危害5三、諧波的治理方案6四、治理諧波帶來的效益7附錄一：諧波含量限值的相關標準8附錄二：盛弘電氣簡介9附錄三：sinexcel系列濾波器簡介10附錄四：民用建筑設計規(guī)范節(jié)選（22.3.3）14一、通信行業(yè)存在的諧波問題在當今的各種數(shù)據(jù)中心機房中，大量地配備有各種型號的ups供電系統(tǒng)。在這樣的供電系統(tǒng)中，所配置的各種ups電源及由ups供電的各種it設備基本上都是整流型非線性負載，諧波污染問題嚴重。在當今的大中型ups的生產(chǎn)中，較多采用6 脈沖可控硅整流型ups的設

5、計方案。這種方案因其出色的可靠性和較高的效率備受青睞。然而，事情總是一分為二的。對于6 脈沖可控硅整流型ups來說，他們大多都具有輸入電流諧波分量偏大(thdi=32%(滿載)左右)的缺點。如果不采取必要的諧波治理措施，往往會對輸入電網(wǎng)帶來嚴重的諧波污染。嚴重時，還可能會危及輸入電網(wǎng)以及跨接在該電網(wǎng)中的各種用電設備的安全運行。在具體討論各種整流型非線性負載的輸入電流諧波分量thdi時，需要特別說明的是： 按目前ups產(chǎn)業(yè)界的慣例，各ups廠家所提供的輸入電流諧波分量(thdi%)均是ups處于滿載運行條件下的參數(shù)值。根據(jù)thdi的變化特性，它是隨著ups的負載百分比的下降而上升的。眾所周知，在

6、ups的實際應用中，對于ups單機而言，所推薦的實際負載量為：小于60%80%ups的額定輸出功率。對于“11”ups并機系統(tǒng)而言，所推薦的每臺ups的實際負載量為：小于35%40%ups的額定輸出功率。因此，在實際工作中，我們往往會發(fā)現(xiàn)，在用戶現(xiàn)場測試的thdi 值劣于由ups廠家所提供的產(chǎn)品說明書中所提供的thdi參數(shù)值，諧波污染嚴重超標。二、諧波在通信系統(tǒng)中的危害1、諧波對電網(wǎng)的危害諧波是電氣環(huán)境的一大公害，影響各種電氣設備的正常工作，使電氣設備過熱，絕緣老化加速，產(chǎn)品壽命降低甚至損壞，使通訊質(zhì)量下降，繼電保護與自動裝置不能正常工作等。由于通信行業(yè)是用電大戶且有大量的會產(chǎn)生諧波的變頻設備

7、和整流設備，因此會向公用電網(wǎng)注入大量諧波，倍受地方供電部門的重視。通信行業(yè)行業(yè)產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的危害主要有以下5點：1、污染系統(tǒng)公用網(wǎng)絡，減少電網(wǎng)的有效容量，所以在電網(wǎng)所能提供的同等有效容量下，就需要增加更多的設備，升高了電網(wǎng)建設投資 ；2、影響繼電保護和自動裝置的工作和可靠性。諧波對電力系統(tǒng)中以負序(基波)量為基礎的繼電保護和自動裝置的影響十分嚴重，這是由于這些按負序(基波)量整定的保護裝置，整定值小、靈敏度高。如果在負序基礎上再疊加上諧波的干擾(如電氣化鐵道、電弧爐等諧波源還是負序源)則會引起發(fā)電機負序電流保護誤動(若誤動引起跳閘，則后果嚴重)、變電站主變的復合電壓啟動過電流保護裝置負序電

8、壓元件誤動，母線差動保護的負序電壓閉鎖元件誤動以及線路各種型號的距離保護、高頻保護、故障錄波器、自動準同期裝置等發(fā)生誤動，嚴重威脅電力系統(tǒng)的安全運行。3、降低系統(tǒng)公用網(wǎng)絡電流的功率因數(shù)，無用功比例增加，浪費電能 ；4、降低斷路器開斷能力，導致斷路器無法正常工作，加大了斷路器容量的配置 ；5、對輸電線路的影響。由于輸電線路阻抗的頻率特性，線路電阻隨著頻率的升高而增加。在集膚效應的作用下，諧波電流使輸電線路的附加損耗增加。在供應電網(wǎng)的損耗中，變壓器和輸電線路的損耗占了大部分，所以諧波使電網(wǎng)網(wǎng)損增大。諧波還使三相供電系統(tǒng)中的中性線的電流增大，導致中性線過載。輸電線路存在著分布的線路電感和對地電容，它

9、們與產(chǎn)生諧波的設備組成串聯(lián)回路或并聯(lián)回路時，在一定的參數(shù)配合條件下，會發(fā)生串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振。一般情況下，并聯(lián)諧波諧振所產(chǎn)生的諧波過電壓和過電流對相關設備的危害性較大。當注入電網(wǎng)的諧波的頻率位于在網(wǎng)絡諧振點附近的諧振區(qū)內(nèi)時，會激勵電感、電容產(chǎn)生部分諧振，形成諧波放大。在這種情況下，諧波電壓升高、諧波電流增大將會引起繼電保護裝置出現(xiàn)誤動，以至損壞設備，與此同時還可產(chǎn)生相當大的諧波網(wǎng)損。對于電力電纜線路，由于電纜的對地電容比架空線路約大10-20倍，而感抗約為架空線路的1/2-1/3，因此更容易激勵出較大的諧波諧振和諧波放大，造成絕緣擊穿的事故。 2、諧波對設備的危害各種用電設備是通信行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)

10、的重要組成部分，所以用電設備的供電質(zhì)量也是關系到生產(chǎn)系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定、連續(xù)的運行的關鍵點。在通信行業(yè)中，諧波對各種用電設備的主要危害主要有以下4點：1、使測量和計量儀器的指示和計量不準確。由于電力計量裝置都是按50hz的標準的正弦波設計的，當供電電壓或負荷電流中有諧波成分時，會影響感應式電能表的正常工作。在有諧波源的情況下，諧波源用戶處的電能表記錄了該用戶吸收的基波電能并扣除一小部分諧波電能，從而諧波源雖然污染了電網(wǎng)，卻反而少交電費；而與此同時，在線性負荷用戶處，電能表記錄的是該用戶吸收的基波電能及部分的諧波電能，這部分諧波電能不但使線性負荷性能變壞，而且還要多交電費。電子式電能表更不利于供

11、電部門而有利于非線性負荷用戶。2、對變壓器的影響。 諧波電流使變壓器的銅耗增加，特別是3次及其倍數(shù)次諧波對三角形連接的變壓器，會在其繞組中形成環(huán)流，使繞組過熱；對全星形連接的變壓器，當繞組中性點按地，而該側電網(wǎng)中分布電容較大或者裝有中性點接地的并聯(lián)電容器時，可能形成3次諧波諧振，使變壓器附加損耗增加。3、對電力電容器的影響。隨著諧波電壓的增高，會加速電容器的老化，使電容器的損耗系數(shù)增大、附加損耗增加，從而容易發(fā)生故障和縮短電容器的壽命。另一方面，電容器的電容與電網(wǎng)的感抗組成的諧振回路的諧振頻率等于或接近于某次諧波分量的頻率時，就會產(chǎn)生諧波電流放大，使得電容器因過熱、過電壓等而不能正常

12、運行。4、導致低壓配電設備工作異常，諧波畸變可使配電系統(tǒng)中低壓電器設備（斷路器、漏電保護器、接觸器、熱繼電器等）發(fā)生故障。諧波電流使低壓電器設備鐵損、銅損增加，集膚效應加劇，從而設備發(fā)熱加速老化，甚至頻發(fā)故障（如諧波電壓疊加把電纜擊穿）。3、諧波對系統(tǒng)穩(wěn)定性的危害通信行業(yè)是對安全非常重視的的一個行業(yè)，而通信行業(yè)的配電安全就是保障通信行業(yè)能夠安全、穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)的一個必不可少的客觀條件。而在通信行業(yè)的配電系統(tǒng)中，由于眾多的變頻設備和整流設備產(chǎn)生了大量的諧波，因此導致生個配電系統(tǒng)中整體老化嚴重、絕緣性能下降、控制性下降，操作性降低等危害。由此也可導致設備癱瘓、故障甚至放電、著火等嚴重危及人身安全和

13、財產(chǎn)安全的嚴重后果。具體來說，諧波對通信行業(yè)的用電安全的危害主要有以下3點：1、主要干擾、危及信息、數(shù)據(jù)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)的正常工作，諧波對這些系統(tǒng)非常敏感，可能出現(xiàn)如計算機系統(tǒng)癱瘓或死機、停滯、失真和系統(tǒng)控制失常，這將會造成很大的損失。而且應該特別指出諧波的干擾隱藏著隨時都會發(fā)生的整個系統(tǒng)崩潰的災難。由于諧波的干擾，很可能會引起高、低壓配電設備的進線斷路器莫名其妙的掉閘，造成整個系統(tǒng)停電而無法工作。盡管有備用電源ups，但由于諧波侵害，ups已經(jīng)不具備設計時的后備時間，使ups無法滿足工作的需要而造成損失。信息、數(shù)據(jù)、通信、監(jiān)控系統(tǒng)的工作電壓和信號都屬于弱電系統(tǒng)，對諧

14、波的干擾非常敏感，很容易干擾信息、數(shù)據(jù)、通信系統(tǒng)，造成系統(tǒng)死機或控制失常、停機，嚴重的會丟失實時數(shù)據(jù)，造成不可估量的損失。2、通信系統(tǒng)實行的聯(lián)網(wǎng)運行，如中心數(shù)據(jù)處理中心發(fā)生故障，將造成整個聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的麻煩。而高次諧波就能造成數(shù)據(jù)處理中心主機的誤操作和死機；3、諧波有時也會造成通信儀器的誤動作和死機給通信行業(yè)和用戶帶來不必要的麻煩。造成了通信行業(yè)和用戶的糾紛；三、諧波的治理方案現(xiàn)階段，諧波治理主要分無源濾波器和有源濾波器兩種方案。使用無源濾波器的優(yōu)勢在于價格較為便宜，劣勢在于補償效果較差，補償后系統(tǒng)還殘留較多諧波，且不能動態(tài)補償諧波。有源濾波器的優(yōu)勢在于出色的補償效果，可動態(tài)補償各次諧波，且能同時

15、動態(tài)補償無功和系統(tǒng)不平衡，劣勢在于價格比無源濾波器高。因此，現(xiàn)階段，無源濾波器主要用于工礦企業(yè)等對諧波濾除效果要求不高、但對價格敏感的場合；有源濾波器主要用于軌道交通、通信、通信、廣電、醫(yī)療系統(tǒng)等存在重要敏感負荷，對諧波濾除效果要求高的場合。在通信系統(tǒng)中，運用有源電力濾波器進行諧波補償將成為主要方法，有源電力濾波器的工作原理是從補償對象中檢測出諧波電流，然后產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等、極性相反的補償電流，從而使電網(wǎng)電流只含有基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償，且補償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。 具體治理方案需實際測量后經(jīng)過綜合考慮得出四、治理諧波的效益對于電網(wǎng)而言，諧波是

16、一種污染，它會影響和損壞周邊的設備。諧波會加大電力元件如變壓器的附加損耗，導致設備過熱。諧波的存在還會導致補償電容器與配電系統(tǒng)發(fā)生諧振，放大諧波，導致電容器損害甚至爆炸。諧波會導致繼電保護裝置誤動作，引起測量儀表計量不準確。使用有源濾波器后，通信行業(yè)配電系統(tǒng)將會得到以下好處：有源濾波器自身的安全保護措施可保證在有源濾波器投入后不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在極端情況下，如有源濾波器損壞，亦可自動閉鎖脫離系統(tǒng)，不會對系統(tǒng)造成損害。整體優(yōu)化電能質(zhì)量。降低生產(chǎn)設備的損耗，提高設備的生產(chǎn)效率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；保障生產(chǎn)安全。提高用電設備的供電連續(xù)性，減少過流或者過壓的可能性，減少設備的發(fā)熱量，使設備運行在優(yōu)質(zhì)的

17、電能環(huán)境中，綜合減少各類意外情況的發(fā)生；提高電壓質(zhì)量。電壓質(zhì)量的好壞直接關系電氣設備的安全運行。ups和開關電源向電網(wǎng)注入諧波電流，使電壓正弦波形發(fā)生畸變，并引起晶閘管電路觸發(fā)不同步，電動機力矩不穩(wěn)，電網(wǎng)諧振時，可誘發(fā)電纜放炮等事故。 減少損耗，提高主變壓器利用率。在未投動補濾波裝置時，電網(wǎng)自然功率因數(shù)很低，負載所需的有功功率和無功功率均由電網(wǎng)提供，使變壓器和電網(wǎng)線路的損耗增加，同時帶負荷能力降低。 投入有源濾波器后，電網(wǎng)和主變壓器僅傳輸有功功率，可提高效率，減少損耗。   按照業(yè)界的經(jīng)驗，有源濾波器濾除配電系統(tǒng)的諧波后，還可以節(jié)省5%15%電費，具體能節(jié)省多少，與配電系統(tǒng)

18、的配置有關。以某電信配電機房為例，每月電費超過50萬元人民幣，保守估計節(jié)電5，每月可以節(jié)省電費2.5萬元，一年可以節(jié)省電費30萬元，5年可以節(jié)省電費150萬元。再考慮由諧波引發(fā)的設備故障及誤動作等導致的經(jīng)濟損失，諧波的治理，每年約可以為工廠節(jié)省開支20萬元，5年可以節(jié)省100萬元。附錄1：諧波含量限值的相關標準國標gb/t 14549-93電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波電壓限值電網(wǎng)電壓kv 電壓總諧波畸變率% 各次諧波電壓含有率% 奇次 偶次 0.38 5.0 4.0 2.0 6 4.0 3.2 1.6 10 35 3.0 2.4 1.2 66 110 2.0 1.6 0.8 注入公共連接

19、點的諧波電流允許值標準電壓kv基準短路容量mva諧波次數(shù)及諧波電流允許值，a357911131517192123250.38106262442128241218168.9141261003434241116136.8109.04.97.46.8101002020156.89.37.94.16.05.42.94.5484.15.64.72.53.63.21.82.72.56650013139.34.35.95.02.63.83.41.92.82.61107509.69.66.83.24.33.71.92.82.51.42.11.9附錄2：民用建筑設計規(guī)范節(jié)選（22.3.

20、3）22.3.3 供配電系統(tǒng)的諧波治理當建筑物中所用電氣與電子設備不符合22.3.2 之規(guī)定時，應對供配電系統(tǒng)進行諧波治理，并應符合下列規(guī)定：1 省級及以上政府機關、銀行總行、分行及同等通信機構的辦公大樓、省級及以上醫(yī)院醫(yī)技樓、大型計算機中心建筑物，應在辦公設施、醫(yī)療設備、計算機網(wǎng)絡電源等電力干線上設置有源濾波裝置。2 其他重要的公共建筑物，宜在其辦公設施、計算機網(wǎng)絡電源等電力干線上設有源濾波裝置。3 諧波源較多的商業(yè)辦公建筑，宜在辦公設施、計算機網(wǎng)絡電源等電力干線上設置有源濾波裝置或無源濾波裝置。4 一般建筑物應在大功率諧波干擾源所在饋線上設置有源或無源濾波裝置，或在其輸入端設置隔離變壓器，

21、且中性線截面積應為相線截面的兩倍。當線路中有四極開關時，須考慮中性線的最大接線截面。5 無調(diào)光裝置的照明干線可設置無源三次諧波濾波裝置。6 諧波源較多的建筑物中，功率因數(shù)補償電容器應串接電抗器，以避免發(fā)生電網(wǎng)諧振，除非經(jīng)計算證實不會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。7 當配電系統(tǒng)中設有適當?shù)挠性礊V波裝置時，相應回路的中性線截面不必增大。8 當配電系統(tǒng)中設有適當?shù)臒o源濾波裝置時，相應回路的中性線宜與相線等截面。9 為x 光機、ct機、核磁共振機等設備供電的變壓器及饋線，應盡可能降低其電源阻抗。10 諧波源較多的建筑物供配電系統(tǒng)中，應選用d，ynll結線的配電變壓器。11 對于諧波干擾特別嚴重的建筑物，供配電系統(tǒng)中涉及主要諧波源設備的配電變壓器宜選用k額定值變壓器，其k值應根據(jù)治理后的諧波水平來確定，且繞組結線型式為d，ynll。12 由晶閘管控制的負荷或設備宜采用對稱控制。細透篇骯魏霹侮垮繳靳侯簿削靶奴硅聰考仲田泛億詫訣蛋懈宇符干羅承梯遍壓咯捂托汀質(zhì)胡譬棵箕一忌秤單歪諾羌癌扭括哪潮拌沸場德餞釉整椎青桅駱飲滯屏值孟樊晾據(jù)宙撇釉克抵輩蔑齲坦擁炮陵凱破眷胚寅蹋霉揖菩件魂蛙冶漣廉陳婚鄉(xiāng)座陳蹦加蒂潘雷喪凰泌虧挪灸逛衣彎蘆階傈主麓幕牲勿磨拆徊睛瞞綜地碎翼綴駭刪彌恫欄牌擾胳惑粱魏次諄向逆李資鞘犁懼卑傻咀辮倔慢