1.引言

智能建筑為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)信息化與經(jīng)濟(jì)國(guó)際化的需要以及隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的日新月異，相互滲透而持續(xù)地發(fā)展。智能建筑中使用了大量的現(xiàn)代化用電設(shè)備和裝置如通訊系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、變頻空調(diào)、各種數(shù)碼辦公設(shè)備、燈光調(diào)控、消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，惡劣的諧波環(huán)境對(duì)保證系統(tǒng)和設(shè)備的**正常運(yùn)行造成了極大的威脅。

電子計(jì)算機(jī)、微處理器以及其它電子儀器設(shè)備普遍存在著絕緣強(qiáng)度低、對(duì)諧波環(huán)境要求高、過(guò)電壓耐受能力差的弱點(diǎn)。高次諧波污染往往使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無(wú)故重新啟動(dòng)，甚至造成用電設(shè)備的長(zhǎng)久性損壞，給人們的工作和日常生活造成了巨大損失。

在消除或抑制諧波危害方面，智能建筑系統(tǒng)以往只是采取一些防范措施，如根據(jù)負(fù)載確定電力變壓器額定容量時(shí)，考慮諧波畸變而留有裕量；為易受干擾設(shè)備加裝線路濾波器等，無(wú)法從根本上消除諧波危害。

上海坤友電氣有限公司的KYXBQ諧波保護(hù)器能吸收各種頻率各種能量的諧波干擾，將諧波消除在發(fā)生源，自動(dòng)消除對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。

2.諧波的危害

電網(wǎng)諧波（分量）的定義為“對(duì)周期**流量進(jìn)行付立葉級(jí)數(shù)分解，得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量”。理想的供電應(yīng)是單一恒定頻率與規(guī)定幅值的穩(wěn)定電壓。但隨著各種新型、高效、多功能用電設(shè)備的不斷更新，這些非線性電氣設(shè)備使電網(wǎng)電壓、電流波形實(shí)際上是不同程度畸變的非正弦波。非正弦波含有會(huì)直接對(duì)人體及用戶設(shè)備產(chǎn)生危害的高次諧波。

智能建筑中諧波主要來(lái)自于兩方面，一是大量非線性負(fù)荷形成的諧波源，例如：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、開關(guān)電源、電子式熒光整流器等導(dǎo)致配電系統(tǒng)的電壓、電流發(fā)生畸變，產(chǎn)生諧波；二是公用電網(wǎng)本身具有一定的諧波含量和配電變壓器作為諧波源產(chǎn)生的諧波，由網(wǎng)側(cè)傳輸至配電系統(tǒng)。

2.1電腦死機(jī)

由設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流在設(shè)備和真實(shí)地之間引發(fā)一個(gè)電壓降。雖然設(shè)備能將這種擾動(dòng)的敏感性降低，但不能徹底消除，特別是當(dāng)噪聲頻率比較高的時(shí)候。

2.2屏幕頻閃

3N次諧波在中性線上疊加。中線回流能夠在建筑物金屬結(jié)構(gòu)上任意流動(dòng)，從而產(chǎn)生不受控制和不能控制的磁場(chǎng)，即引發(fā)計(jì)算機(jī)屏幕的頻閃現(xiàn)象。

2.3燈光頻閃

由于開關(guān)、短路以及負(fù)載變化而引起的短時(shí)間電壓變化將會(huì)引起燈光頻閃。過(guò)度的頻閃將會(huì)導(dǎo)致人體不舒服。

2.4影響控制裝置的正常運(yùn)行

嚴(yán)重的諧波畸變會(huì)引起在一個(gè)正弦周波內(nèi)的額外過(guò)零點(diǎn)，會(huì)影響測(cè)試設(shè)備。使程序控制裝置的同步性可能**擾，PLC可能會(huì)死機(jī)。

2.5數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)堵塞

智能建筑中線纜密布、系統(tǒng)設(shè)備繁多，微電子裝備復(fù)雜，且防護(hù)能力單簿，高次諧波將會(huì)使智能化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生誤碼、錯(cuò)碼，產(chǎn)生誤動(dòng)作；使信號(hào)系統(tǒng)受到污染、產(chǎn)生噪聲，甚至連通話質(zhì)量都不能保證。隨著在IT設(shè)備中低電壓信號(hào)使用的增加，比特錯(cuò)誤率也隨之提高，甚至可以高到使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

2.6功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備產(chǎn)生問(wèn)題

在諧波電壓作用下，電容器會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗，加快絕緣介質(zhì)的老化。更為嚴(yán)重的是，大量諧波電流很可能引發(fā)電容器和系統(tǒng)其他元件之間的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，造成電容器超載而損壞，也會(huì)使與電容器聯(lián)接的配電回路中所有線路、設(shè)備因電壓閃變超壓過(guò)負(fù)荷而損壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，70％以上的諧波故障發(fā)生在電容器裝置上。

2.7保護(hù)裝置的誤跳閘

配電回路的諧波電流含量高會(huì)使斷路器遮斷能力降低。這是因?yàn)榛冸娏鬟^(guò)零點(diǎn)時(shí)，電弧電流隨時(shí)間的變化率要比工頻正弦電流大，電弧電壓的恢復(fù)要迅速得多，使電弧容易重燃。因此導(dǎo)致誤跳閘或是在該跳閘的時(shí)候根本不跳。漏電電流可能會(huì)達(dá)到使漏電保護(hù)裝置動(dòng)作的設(shè)定值。事實(shí)表明，空氣電磁斷路器不能遮斷其分?jǐn)嗄芰Ψ秶鷥?nèi)波形畸變率超過(guò)50％的故障電流，還會(huì)導(dǎo)致斷路器損壞。

2.8嚴(yán)重干擾感應(yīng)式電能表計(jì)

在諧波環(huán)境下，電能表記錄的是基波電能及部分諧波電能，后者將使得用電設(shè)備性能變壞，因此用戶不但多交電費(fèi)，而且受到損害。

2.9在負(fù)載適中情況下變壓器過(guò)熱現(xiàn)象

諧波會(huì)引起變壓器的額外損耗，這些損耗將會(huì)導(dǎo)致早期故障。隨著當(dāng)前裝置需要運(yùn)行到極限值的趨勢(shì)以及低電壓系統(tǒng)日益增高的諧波污染，這個(gè)問(wèn)題也變得日趨嚴(yán)重。

2.10感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

電壓諧波會(huì)導(dǎo)致直接的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額外損耗。高次諧波導(dǎo)致的扭矩脈動(dòng)在聯(lián)軸器和軸承處會(huì)產(chǎn)生磨損和裂紋。由于速度是固定的，在諧波里儲(chǔ)藏的能量就以額外的熱量形式散發(fā)了，導(dǎo)致設(shè)備過(guò)早老化。

2.11集膚效應(yīng)引起的導(dǎo)線過(guò)熱

對(duì)電力電纜和配電線路，諧波電流頻率增高引起明顯的集膚效應(yīng)，導(dǎo)線電阻增大，如一根直徑為的導(dǎo)線在350HZ時(shí)具有比其直流電阻率高60％的視在電阻。線損加大，發(fā)熱增加，絕緣過(guò)早老化，容易發(fā)生接地短路故障，形成潛在的火災(zāi)隱患。在智能建筑中大量集中使用電子計(jì)算機(jī)和大面積采用電子節(jié)能氣體光源照明的場(chǎng)合，N線電流甚至達(dá)到相線電流的兩倍，致使N線過(guò)熱、燒毀，甚至導(dǎo)致火災(zāi)。

4.高次諧波污染的消除

4.1對(duì)諧波污染的防范

為保證智能建筑對(duì)三A系統(tǒng)（設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)）運(yùn)行的高可靠性要求，在設(shè)計(jì)和施工階段，可采取以下措施預(yù)防諧波對(duì)電子設(shè)備的干擾。

①為電子設(shè)備設(shè)計(jì)專用回路供電，盡可能避免干擾沿供電線路竄入。

②為易受干擾設(shè)備加裝線路濾波器，消除或抑制諧波分量，達(dá)到凈化電源目的。

③使該類設(shè)備配線盡可能遠(yuǎn)離諧波電流畸變嚴(yán)重的線路，以避免空間電磁干擾。

然而從源頭對(duì)諧波污染進(jìn)行治理才是*根本的措施。

4.2KYXBQ諧波保護(hù)器

上海坤友電氣有限公司的KYXBQ諧波保護(hù)器正是從源頭消除諧波污染，為用電設(shè)備提供諧波保護(hù)。KYXBQ諧波保護(hù)器采用了超微晶合金材料與**科技的特別電路，對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾具有抑制和吸收作用；隨時(shí)跟蹤電壓波形，瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、浪涌（雷電）、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形；對(duì)噪聲進(jìn)行消化并把被吸收的噪聲能量部分返回到電網(wǎng)中以矯正電網(wǎng)波形，使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔，既提高了電網(wǎng)質(zhì)量，又保證了儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。

采用KYXBQ諧波保護(hù)器解決了設(shè)備遇到的眾多問(wèn)題：

自動(dòng)保護(hù)用電設(shè)備

由于設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流在設(shè)備和真實(shí)地之間會(huì)引發(fā)一個(gè)電壓降，當(dāng)噪聲頻率比較高的時(shí)候，很容易造成計(jì)算機(jī)電子設(shè)備、PLC、電機(jī)電器等電腦死機(jī)。

KYXBQ能自動(dòng)消除具有破壞性的高次諧波，高頻噪聲、浪涌、尖峰瞬變等，確保了用電設(shè)備的使用壽命。

4.2.2凈化電源

KYXBQ諧波保護(hù)器具有很強(qiáng)的抑制和消除能力，*高可消除99％的因各種諧波引起的電壓、電流的畸變，防止諧波引發(fā)的計(jì)算機(jī)屏幕頻閃，以及由于開關(guān)、短路、負(fù)載變化引起的燈光頻閃。

4.2.3保護(hù)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備

高次諧波頻率可能和雜散的電網(wǎng)電感及功率因數(shù)補(bǔ)償（PFC）設(shè)備組合的諧波頻率形成并聯(lián)諧振回路，諧振電路引起的諧波放大使電壓和電流波形畸變更為嚴(yán)重，從而導(dǎo)致設(shè)備過(guò)早出現(xiàn)故障。KYXBQ諧波保護(hù)器消除了諧波污染，確保了功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的使用壽命。

4.2.4防止保護(hù)裝置的誤跳閘

諧波電流會(huì)導(dǎo)致斷路器誤跳閘或是在該跳閘的時(shí)候根本不跳。

5.結(jié)束語(yǔ)

智能建筑中的諧波污染對(duì)設(shè)備造成了大量危害。強(qiáng)大的脈沖干擾會(huì)導(dǎo)致電子器件、設(shè)備的損壞，對(duì)計(jì)算機(jī)及應(yīng)用計(jì)算技術(shù)的儀表導(dǎo)致程序錯(cuò)誤，存儲(chǔ)丟失甚至系統(tǒng)的損壞。在實(shí)際工作中，因?yàn)樗哂卸喟l(fā)性、隨機(jī)性和不可重復(fù)性，使設(shè)備性能下降、無(wú)法工作的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

針對(duì)智能建筑中越來(lái)越惡劣的諧波環(huán)境，上海坤友電氣有限公司的KYXBQ諧波保護(hù)器為設(shè)備的正常運(yùn)行提供了保障。KYXBQ諧波保護(hù)器并聯(lián)在電路中，本身不耗電。它采用了超微晶合金材料與**科技的特別電路，能自動(dòng)消除對(duì)用電設(shè)備具有破壞性的高次諧波，高頻噪聲、浪涌、尖峰瞬變等，防止計(jì)算機(jī)電子設(shè)備、PLC、電機(jī)電器等電腦死機(jī)，確保用電設(shè)備的使用壽命。凈化電源，防止高次諧波引發(fā)的計(jì)算機(jī)屏幕頻閃，以及由于開關(guān)、短路、負(fù)載變化引起的燈光頻閃。保護(hù)IT設(shè)備，確保數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，防止保護(hù)裝置的誤跳閘。保證現(xiàn)代智能建筑中各種不同類型設(shè)備和計(jì)算機(jī)及精密電子裝置正常、可靠、高效地運(yùn)行。