通信机房电网谐波治理实例分析
绍兴电信IDC机房谐波综合治理分析报告
绍兴电信IDC机房谐波综合治理分析报告作者：绍兴电信分公司网络操作维护中心王铭祥摘要：IDC机房大量非线性负载的应用致使配电系统存在大量的谐波电流。
谐波电流导致供电系统电压和电流畸变率高、功率因素降低，线路损耗增加，电缆和设备发热严重等现象，使设备安全运行得不到保证。
本文通过分析绍兴城东母局供电系统存在谐波的一些问题和对比分析谐波整治前后相关测试数据，来验证谐波治理在提升供电质量，提高设备利用率，排除供电安全隐患等方面的效果。
关键词：谐波、谐波治理、畸变率、电容器1、绍兴城东母局配电系统现状绍兴分公司城东母局主要承担着本地网全部IDC机房的设备负载和绍兴号百大楼负载。
绍兴分公司城东母局是整个本地网最大的负载局站，它包含了市本级绝大部分的大型UPS设备和专用空调设备及服务器设备。
其供电系统配置方式如下：（1）高压配电系统（10KV）为二路市电分段母线供电方式，设置有联络柜。
（2）低配配电系统由2套1000KVA低压配电系统组成，通过联络柜形成三锁两钥匙供电方式。
夏季最大负载电流分别为1000A（1#）和950A （2#）左右。
1#低压配电系统配置了1台1600KW油机作为备用电源，2#低压配电系统配置了1台1000KW辛普森柴油发电机组作为后备电源保障。
（3）城东局在用的UPS电源系统共有4套，分别为1＃低压配电系统下挂的1套艾默生200kVA UPS系统（2＋1并机）和2套艾默生80kVA UPS系统（1＋1并机）；2＃低压配电系统下个1套爱克赛400kVA UPS系统（1＋1并机）。
2、谐波治理前存在的主要问题及分析由于城东局IDC机房所用的部分服务器品质差，很多都是简易组装的服务器，电源模块质量差，在运行过程中产生了大量的谐波，谐波污染已严重影响到了交流供电质量，表现为：2.1 交流输入电压和电流畸变率严重超标低配系统Ⅰ、Ⅱ段母线、UPS进线端谐波污染十分严重，电能质量严重不合格：其中UPS进线端电压畸变率最大达到5.5%，电流畸变率最大超过25%。
太原联通枢纽机房电力系统谐波治理与价值的分析研究
太原联通枢纽机房电力系统谐波治理与价值的分析研究发表时间：2017-08-10T17:11:27.700Z 来源：《基层建设》2017年第12期作者：张艳玲[导读] 电力系统中的谐波来自电气设备，由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。
中国联合网络通信有限公司山西省分公司网络建设部背景：太原联通枢纽机房随着非线性用电设备的大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。
它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置的正常运行，威胁网络的安全运行，因此谐波必须进行治理。
一、太原联通枢纽机房电力系统中谐波的主要来源与测试情况1、谐波的来源1)发电设备电力系统中的谐波来自电气设备，由于发电机的转子产生的磁场不可能是完善的正弦波，因此发电机发出的电压波形不可能是一点不失真的正弦波。
2）、输配电系统产生的谐波变压器的电源侧电压超过额定电压10%以上时，也会使二次侧电压的三次谐波明显增加。
3）、用电设备产生的谐波由于电网电压偏移在±7％以下，所以发电、变电设备产生的谐波分量都较小。
因此发电、变电设备不是影响电网电压波形方面质量的主要矛盾，影响电网电压波形质量的主要矛盾是非线性用电设备，非线性用电设备是主要的谐波源，非线性用电设备主要有以下四大类。
1）、电弧加热设备：如电焊机等。
2）、交流整流的直流用电设备：如电力机车、电解、电镀等。
3）、交流整流再逆变用电设备：如变频调速器等。
4）、开关电源设备：电子整流器等。
2、太原机房谐波设备的情况太原联通二枢纽机房内由于负载的不可间断性，使用了大量UPS和开关电源，这些设备输入级均为三相整流，产生大量谐波。
开关电源、UPS设备先把交流整流成直流，再通过二次变换，变成相应的直流与交流。
期间通过开关管控制变压器初级电流的开通和关闭，不仅在整流时产生谐波，而且在开关管开闭时，反射高频的谐波至电源。
造成配变的中心线电流居高不下，谐波还会通过配变污染到电网（图1）。
电网谐波的分析与治理
电网谐波的分析与治理∙时间：2010-8-13 13:12:01∙随着科学技术的不断进步、电子技术的飞速发展，现代化的工业设备和民用电器装置的应用越来越普及，尤其是先进电子设备，诸如电力电子变频、调压设备、调速控制设备、可控硅整流设备、数字通讯设备、电气铁路设备、各类UPS、充放电设备、大功率半导体开关器件、开关电源、变频器、信息技术设备、数控机床、节能灯、可控硅负载、变频电机、变频空调、中频炉、节能灯、调光器等，还有电熔炼设备、电化学设备、矿井起重设备、露天采掘设备、电气机车等与日俱增，都属于非线性电源负荷。
这些设备数量大、分布广，使得谐波电流由少聚多地不断注入电网，使得电力系统波形严重畸变。
因此谐波电流对公用电网造成的谐波问题越来越突出，这不但会使接入该电网的设备无法正常工作，甚至造成故障，而且还会使供电系统中性线承受超载电流，影响供电系统的电力输送。
因此谐波问题得到各有关方面的高度重视。
1谐波的危害谐波增加了输配电系统和用电设备的附加损耗——铁损(包括磁滞损耗和涡流损耗)和铜损，使设备过热，降低设备的效率和利用率。
由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍，高频电流流过导体时，因集肤效应的作用，导致导体对谐波电流的有效电抗增加，从而增加了设备的功率损耗、电能损耗，使导体的发热严重。
供电系统中的谐波危害主要表现在以下几个方面：1.1 .对旋转电机的影响在工程供电系统中，电动机负荷约占整个负荷的85%左右。
因此，谐波使电动机总的附加损耗影响较为显著。
由于集肤效应、磁滞、涡流等现象将随着谐波次数增高而使得各类旋转电机的铁芯和绕组中产生的附加损耗增加。
谐波电流和电压对感应及同步电动机所造成的主要效应为在谐波频率下铁损和铜损的增加所引起之额外温升。
这些额外损失将导致电动机效率降低，并影响转矩。
当设备负荷对电动机转矩的变动较敏感时，其扭动转矩的输出将影响所生产产品的质量。
谐波还使电动机噪音增大甚至可导致扭矩震动，而扭矩的震动则是由谐波电流和基波频率磁场所造成的，如果机械谐振频率与电气励磁重合，会发生共振进而产生很高的机械应力，导致机械损坏的危险。
通信局房供电系统的谐波治理
通信局房供电系统的谐波治理王侃毅1李曼2（1中国移动通信集团上海有限公司上海200233)(2上海邮电设计院有限公司上海200092）摘要本文在理论分析谐波产生及危害的基础上，针对某一通信局房，确定最终谐波治理方案并取得较好的治理效果，供同行在设计时参考。
关键词谐波无源滤波器有源滤波器谐波抑制如今在电网系统中，谐波已无处不在。
在通信系统中，UPS设备是很严重的谐波源。
上海某通信局房中与两套UP S联络的电容补偿柜运行异常。
对其进行实测分析:供电系统采用的是六脉冲整流设备UPS:同时系统存在共振问题，无功补偿电容柜投入后5、7、11、13、17次谐波被不同程度的放大，电压电流波形畸变十分严重，造成流过电容的电流超过正常运行允许值。
因此认定是由电路中的高次谐波所致。
谐波已引起相关人员的高度重视:近年来谐波对电力网及用户供电系统造成影响的事件频繁发生。
通信电源系统由于广泛使用电力电子整流设备，因而其谐波问题比较突出。
尤其对通信综合楼来讲，多年来由于各种因素，积累下来的各种隐患越来越多，随着大楼装载容量越来越多接近满容量，隐患将可能逐渐突现为事故。
为此各运营商都在认真评估优化改造。
针对以上情况，本文对通信电源系统谐波污染及其治理进行研究和探讨，以解决通信电源系统中的谐波干扰问题，保障通信供电质量，杜绝通信安全隐患，并努力营建绿色通信电源系统。
1谐波产生及其危害分析以下从理论方面具体说明谐波在电网中的产生和危害。
如图1所示，从功率平衡的观点来看Pg1＝Ps1＋Pl1＋Pc1。
即发电机产生的基波功率Pg1，扣除被系统阻抗消耗功率P s1之后，通过公共连接点PC C点，部分转为被负荷吸收RL吸收的基波功率PL1;其余部分基波功率P c1流经非线性负荷（以整流装置为例）转化为谐波功率。
图1基波功率分布图基波功率转化为谐波功率之后，变为注入电网的谐波电流源。
如图2所示，其中一部分谐波功率Psh和Pgh 返回系统阻抗和发电机，分别被系统电阻所消耗和被发电机所吸收;大部分谐波功率被负荷电阻所吸收。
通讯电力行业的谐波治理方案
通讯电力行业的谐波治理方案一、通讯电力系统中的节能措施1、变压器：转换能量效能较高的设备，但也存在空载损耗、负载损耗和热损耗。
节能主要措施是降低上述损耗。
谐波与这些损耗密切相关。
2、电力线路：线损是电力损耗的重要原因，低压尤甚。
节能主要措施是治理电网谐波和低功率因数，从而减少线路电压损耗。
3、油机：高次谐波（7次，9次，11次…）电流直接反给发电机，在发电机的绕组中引起感应电流，使之发热产生损耗，导致输出功率降低。
4、断路器（开关）谐波电流会引起开关以外额外的温升，并使基波电流负载能力降低。
温升的提高对某些绝缘组件而言会降低其使用寿命。
5、计算机及部分电子设备，如可编程控制器（PLC），较高的畸变量可导致控制设备误动作，进而造成运行中断，导致较大的经济损失。
以上分析可以看出，电力行业尤其是通信电力行业中节能的重点是谐波抑制，节能降损应从谐波治理开始。
二、通讯电力系统的谐波治理方法分析1、受端治理：从受到谐波影响的设备或系统出发，提高它们的抗谐波干扰能力；2、主动治理：从谐波源本身出发，使谐波源不产生谐波或降低谐波源产生的谐波；3、被动治理：外加滤波器，阻碍谐波源产生的谐波注入电网，或者阻碍电力系统的谐波流入负载端。
三、结合通信机房的实际情况，具体治理措施如下1、UPS输入谐波电流控制为减少UPS输入电流中的谐波成分，可以在UPS的整流单元中采用24脉冲整流，加装输入隔离变压器、高次谐波滤波器和有源功率因数校正电路等器件，可以有效地减少输入电流谐波值和无功功率、降低输入电流的畸变率、提高输入功率因数均具有明显的效果。
2、开关电源输入谐波电流控制在通信用大功率开关整流器中主要采用的方法是在主电路输入整流和功率转换电路之间串入一个校正的环节，如右图所示：3、其他措施方案(1)在低配室变压器输出端母排上加装有源谐波滤波器，可以利用系统的谐波电流对电网的污染进行很好的抑制；(2)提高电网短路容量，可有效减少高次谐波对系统的危害；(3)变压器绕组一侧接成三角形，可以有效消除三次及其倍数次谐波，及时停运空载变压器，选用有载调压变压器，可以及时调整变压器母线电压，使变压器不致于过激磁，从而减少谐波产生；（4）改变电容器的安装位置，避免与电源电抗相互作用而发生并联谐振；改变与电容器的串联电抗器，可以避免谐波电流放大；限定电容器组的投入容量，可以有效减少电容器对谐波的放大并保证电容器组的安全运行；将电容器组的某些支路改为滤波器。
谐波治理与无功补偿应用案例
谐波治理与⽆功补偿应⽤案例谐波治理与⽆功补偿应⽤案例⼀、钢铁⾏业的应⽤河北某钢铁公司专业⽣产多品种的不锈钢榜、线型材，炼钢年设计产能30万吨，轧钢年设计产能45万吨，年产值逾60亿元。
公司职⼯1000余⼈，⼚区建筑⾯积6万多平⽅⽶。
⼆、电⽹状况及⽤电设备（1）1#变压器容量为16000KVA，变⽐为35KV/10KV，下带负载为2台7200KVA中频炉变和⼀台1800KVA加热炉变，中频炉运⾏产⽣的特征谐波以11、13次为主，滤波装置接⼊10KV母线。
（2）4#变压器容量为20000KVA，变⽐为35KV/10KV，主要负载为10KV母线侧2台8000KVA中频炉变和总功率为4200KW 直流轧机，滤波装置接⼊10KV母线。
三、投资效果分析1、总投资：本项⽬分2段实施，分别为1#变、4#变。
本案列仅讨论1#变，1#变谐波滤除及⽆功补偿装置总投资五⼗多万元。
2、谐波治理及⽆功补偿效果滤波装置投⼊后，系统10KV侧谐波电压畸变率由10.5%降到了3.85%，谐波电流畸变率也由10.20%降到了7.1%，各次谐波均在国标允许值以内。
系统功率因数也从0.827提升到了0.99，滤波装置投⼊后，系统消耗的总⽆功功率减少了4800Kvar。
3、节电效果（1）线路频率损后的节电设公司1#主变最⼤负荷全年耗电时间为3000⼩时(τ),线路电能损耗于传输电能⽐为0.03以δ表⽰.则,补偿后的全年节电量:△W L=S L*cosφ1*δ*τ*{1-[cosφ1/cosφ2]2}=0.8×16000×0.827×0.03×3000×[1-(0.827/0.99)]≈288000(kw·h)注:0.8为主变负荷率（2）补偿后变压器全年节电量:△W T=△P d*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]=240×{(0.8×16000)/16000}2×3000×0.30218≈140000(kw·h)式中P d为变压器短路损耗,为240KW（3）补偿投⼊后的全年总的节电效果:△W=△W L+△W T=288000+140000=428000(kw·h)= 428000x0.58元=24.8万元式中：电费按0.58元/度，负荷1年⼯作时间为3000⼩时（4）⼒率电费的节约:根据浙江地区的电费计价⽅式，⽤户全年应交纳的功率因数调整电费约为：（以当地供电局功率因数考核点为0.9计算，补偿前⽤户系统的功率因数为0.827,则功率因数罚款⼒率为+3.5%。
_电力谐波治理方案
电力谐波治理方案中达电通股份有限公司宋小刚一、电力谐波造成的危害由于以往没有引起使用者的足够重视，且电力谐波不容易直观地观察到，因此，很多供电系统的问题一直没有查出原因。
近两年，因为某些通信运营商出现过严重的通信中断事故，谐波问题才引起业界重视。
下面对照几个案例来描述电力谐波所造成的危害.。
1、某大型通信交换枢纽楼大型油机不能全部加载，导致计费，传输长时间中断。
某重要省会城市核心枢纽楼，因为楼前广场政府形象工程改造，大型挖土机挖掘时，造成进局2条主供电10kV高压电缆同时挖断，电力维护人员立即启动柴油发电机组供电，全部交换用开关电源启动后，在启动多套UPS过程中，由于油机有功负荷不超过50%，出现油机过载，因此，只得停用其它数百千V A的UPS，以保重要负荷。
这给该运营商带来了重大经济损失，并造成了通信中断恶性事故。
事故发生后，许多专家现场会诊，发现测量电力线路中的谐波电流，且谐波电流十分大，整个电力线路中的总谐波电流超过20%以上。
线路中的谐波源主要是大的开关电源系统和UPS系统，其中开关电源系统的谐波电流高达40%左右，UPS的谐波电流高达50%以上。
事件发生后，该大楼投入大量资金进行了有源电力谐波的改造。
此后，油机发电带载问题得以解决。
因为电力谐波问题，很多通信局站，包括大型、中型局站也都存在类似问题。
2、某直辖市通信交换枢纽楼，低压配电机房的功率因数补偿电容经常炸毁。
据该枢纽楼电力维护人员反映，该大楼地理位置十分重要，处于人口集密的商业区，业务量很大，但由于电源设备产生的谐波电流，导致低压配电室内功因补偿柜内的电容经常性炸毁，每次维护成本在数千元以上，有时还需要断开补偿设备，导致功因很低。
3、某地级市核心机房，油机发电时，UPS加载后，油机转速和发电频率波动很大，导致UPS经常性启停，每次持续时间达数小时。
上述问题是由电力谐波造成的，经测量，总配电端的电流谐波高达24%，油机发电的功率高于负荷功率的50%左右，并出现电力谐振问题，经分析，是低压配电室和油机室距通信机房距离较远，空间距离大约有100米左右，此外线缆长度也很长，线路阻抗大，电流谐波造成供电系统谐振引起的。
通信机楼的低压系统谐波治理
通信机楼的低压系统谐波治理摘要：本文根据作者多年工作经验，以某机楼出现的柴油发电机供电时出现的故障，结合实例分析，简要阐述自己的见解，仅供同行参考。
关键词：通信机楼，低压系统，谐波治理Abstract: in this paper, according to the author years work experience, to a machine building of diesel generator power in the fault occurred when, combined with the analysis, this paper briefly describes their opinions, only for reference to fellow.Keywords: communication machine building, low pressure system, the harmonic management由于某通信运营商在广州某机楼出现柴油发电机供电给低压系统负载时末端UPS系统轻微性故障，表现为UPS有时无法与柴油发电机电源同步以致系统转为旁路的故障，经分析测试为系统内谐波产生的影响，该机楼马上要增加新的设备负荷，为了保障设备的可靠运行，需要先行对该机楼的低压系统进行谐波治理。
机楼低压配电系统现安装有1台1600kV A变压器，1套低压配电设备，1台800kW柴油发电机组。
低压配电设备现包括1台380V/3200A市电进线柜、1台380V/2000A市电．油机自动转换柜、2台容量180kV AR的无功功率补偿柜和7台负荷柜。
在低压系统的市电.油机转换开关后端，分别对在市电及油机供电状态的交流电流、功率因数、谐波失真进行了测量，数据如下:＊市电供电状态：市电输入柜总电流453A；功率因数0.98。
市电.油机转换柜总电流：500A；功率因数：0.86；基波电流：486A；电压谐波失真：2.1﹪；电流谐波失真：12.4﹪。
通信电源机房谐波治理方案
通信电源机房谐波治理方案作者：侯少丽王琼来源：《城市建设理论研究》2012年第36期【摘要】：电源机房的谐波治理将有助于通信电源系统的可靠供电，有助于保证通信网络的安全运行，同时促进节能减排的发展。
【关键词】：谐波；通信电源；谐波治理中图分类号：[E968]文献标识码：A文章编号：1 引言在通信局房中，大量UPS设备、整流设备及变频空调等非线性设备的应用致使电源系统中产生较多的谐波。
过多的谐波严重影响了电源系统电能质量，并对现网运行的通信设备产生危害，同时谐波通过在电源系统内流动发热，浪费电能。
所以非常有必要对通信局房电源系统进行谐波治理。
本文通过对通信局房中现网运行的电源设备的谐波数据进行归纳分析，依据国标及企标指出现网电源设备存在的问题并提出谐波治理方案。
基本概念2.1谐波周期性非正弦波可以利用傅立叶级数分解为基波和谐波两部分。
基波—指频率为F（中国为50Hz）的正弦波谐波—指频率为F正整数倍的正弦波谐波次数n——谐波频率与基波频率的比值(n=/)基波与三次谐波基波与五次谐波2.2谐波含量（电压或电流）从周期性交流量中减去基波分量后所得的量。
2.3谐波含有率周期性交流量中含有的第h 次谐波分量的方均根值与基波分量的方均根值之比（用百分数表示）。
2.4总谐波畸变率周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比（用百分数表示）。
电压总谐波畸变率以表示；电流总谐波畸变率以表示。
谐波的产生及危害3.1谐波的产生所有非线性负载都能产生谐波电流，尤其是开关电源、静态变换器、UPS不间断电源、调速装置、电子镇流器、荧光灯、焊机和铁磁性设备等。
当工频电压或电流作用于非线性负载时，就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于工频频率的正弦电压或电流，用富氏级数展开，就是人们称的谐波。
3.2谐波的危害3.2.1 对电网的危害（1）增大线损，降低安全；（2）对于采用电缆的输电系统，谐波除了引起附加损耗外，还可以使电压波形出现尖峰，加速电缆绝缘老化，使温升增高，缩短电缆的使用寿命。
谐波治理及无功补偿装置节电项目案例分析
谐波治理及无功补偿装置节电项目案例分析在理想情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压。
但在实际电力系统运行中，由于电力用户接有大量非线性负荷，向电力系统注入谐波电流因而使电力系统的电压和电流波形发生畸变，直接影响了电能质量。
电力用户的各种整流设备、交直流换流设备、电子电压调整设备、电弧炉、感应炉等非线性负荷产生的谐波，不仅危害了电网安全，增加了电网的损耗，而且还直接造成用户端无功补偿电容器组的谐波电流放大和谐振，从而导致无功补偿电容器因过负荷或过电压而损坏。
谐波滤波及无功补偿成了非线性负荷电力用户关注和要解决的突出问题。
马鞍山是我国钢铁生产基地之一。
钢铁生产工艺中的非线性负荷产生的谐波一直受到电网企业、电力用户及节能生产服务公司的高度重视。
采用分组分级动态补偿技术，很好地解决了谐波滤波及无功补偿问题，且运行安全可靠，节电效果明显。
现就该装置的运用实例介绍如下。
1实例1：马鞍山创新钢厂1.1基本情况马鞍山创新钢厂于1999年8月份进行扩建并转入正式生产，是一个黑色金属冶炼与压力加工企业。
其主要设备有“热轧—火成材”全连轧机组1台，50m3制氧机1台，0.5t中频感应炉3台，以及各种配套辅助设备。
全厂用电设备总容量达2300kW。
1.2谐波滤波及无功补偿装置投运情况早在1997年该厂曾在230轧机主电动机(245kW)上安装了无功就地补偿装置，使该厂功率因数由0.7提高到0.9以上，主变压器出力增加20%，同时线电流大幅降低，节电率达25%，在保证电能质量及设备安全可靠的同时，减少了电费支出，其经济效益十分明显。
1999年8月“热轧—火成材”全连轧机组投运后，产生的高次谐波使功率因数降低。
从1999年7月至10月间，因功率因数考核不合格该厂被罚款7.6万元。
为此，该厂采取了以下谐波滤波及无功补偿措施：(1)在2500kVA主变压器(35/6kV)6kV侧新装自动补偿及滤波装置主、副柜各1台。
某通讯数据机房谐波治理应用案例-IPNET
某通讯数据机房谐波治理——有源电力滤波装置器应用案例分析北京智源新能电气科技有限公司2015年10月07日11.概述该现场为通讯行业某企业的数据机房，其中其主要负载为UPS电源、高频开关电源以及变频器等非线性负载，其产生的谐波主要以5/7/11次为主，谐波含量较大。
对于现场的影响严重，主要出现在通讯机房的电脑出现严重闪屏，且压缩机声音运行较大。
针对于以上情况，经测评研究，现场增设150A有源电力滤波器，补偿后谐波含量明显降低，且机房上述的现象并未出现，有效的解决了谐波给数据机房带来的严重影响。
2.谐波的危害增加电力设施负荷，降低系统功率因数，降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率，造成设备浪费、线路浪费和电能损失；引起无功补偿电容器谐振和谐波电流放大，导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行；零序（3的倍数次）谐波电流会导致三相四线系统的中线过载，并在三角形接法的变压器绕组内产生环流，使绕组电流超过额定值，严重时甚至引发事故；谐波会改变保护继电器的动作特性，引起继电保护设施的误动作，造成继电保护等自动装置工作紊乱；谐波改变了电压或电流的变化率和峰值，延缓电弧熄灭，影响断路器的分断容量；干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备，影响设备的正常运行；影响电动机效率和正常运行，产生震动和噪音，缩短电动机寿命；由于涡流和集肤效应，使电机、变压器、输电线路等产生功率损耗而过热，浪费电能并加速绝缘老化；引起电网谐振。
23.有源电力滤波器3.1产品介绍有源电力滤波器：有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
3.2IpNet系列工作原理IpNet系列有源电力滤波器是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。
它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。
信息网络机房大型UPS谐波治理方案分析
信息网络机房大型UPS谐波治理方案分析中国移动通信集团江西有限公司网管中心罗文1 概述在现代低压供电电网中所经常遇到的非线性负载有：相移性非线性负载和整流滤波型非线性负载两大类。
当今，在信息网络机房的供电系统中所大量使用的各种IT设备(例：PC机、服务器、磁盘阵列机、-48V通信电源和UPS等)就是典型的整流滤波型非线性负载。
整流滤波型非线性负载在运行中，可能对低压供电电网带来的负面影响是：它们会向输入电源反馈大量的电流谐波分量。
相关的分析表明：各种高次电流谐波分量的出现，必然会带来严重的无功功率的损耗问题。
由此对输入电源所可能带来如下典型危害：对供配电系统的安全运行所带来的危害：电力变压器和柴油发电机因损耗增大而导致其“温升”的异常升高、并迫使它们进入降额运行状态;电力电缆/断路器开关因加速“老化”而出现故障率增大和拒动或误动操作;电容型功率因数补偿柜中的电力电容的异常损坏以及用户在日常运行中所需的电费开支增加等。
基于上述原因，有必要认真地研究由非线性负载所带来的谐波污染问题，并力争寻找出具有最佳性价比的谐波治理方案或最适合于用户的特定技术需求的综合型的谐波治理方案，本文主要针对三相整流滤波负载（主要是大功率UPS），分析其谐波产生的机理以及对供电系统造成的影响以及最终的解决方案。
2 三相整流型非线性负载谐波分析2.1 三相6脉冲全波整流型非线性负载谐波分析对于三相6脉冲整流滤波器负载(例如：带6脉冲可控硅整流滤波器的UPS)而言，在输入电压波为正弦波的条件下，其电流波是一种脉宽为6ms左右的“马鞍形”的非正弦波。
显然，它必然会导致在输入电网上产生很大的输入电流谐波分量。
对于来用6脉冲全波整流滤波器的调控技术的UPS或变频器电源而言(见图1)，当它的输入电压波是一串“无直流偏置”的理想正弦波形的电压波(其正、负峰值相等)时，我们就可将它们从输入电源所吸取的“马鞍形”电流脉冲串进行傅里叶级数展开，并表示为：I= Im(sinωt-1/5 sin5ωt-1/7 sin7ωt+1/11 sin11ωt+1/13 sin13ωt-1/17 sin17ωt-1/19 sin19ωt+1/21 sin21ωt+1/23 sin23ω-.....;Im=( 2×31/2/π)×Id。
通讯机房UPS的谐波治理
通讯机房UPS的谐波治理一、概述在现代低压供电电网中，存在大量的非线性负载，包括：相异型非线性负载和整流滤波型非线性负载两大类。
而在信息网络机房的供电系统中所大量使用的各种IT设备（PC机、服务器、磁盘阵列机、-48V通信电源和UPS等）就是典型的整流滤波型非线性负载。
整流滤波型非线性负载在运行中，可能对低压供电电网带来的负面影响是：它们会向输入电源反馈大量的电流谐波分量。
相关的分析表明：各种高次电流谐波分量的出现，必然会带来严重的无功功率的损耗问题。
由此对输入电源所可能带来如下典型危害：对供配电系统的安全运行所带来的危害：电力变压器和柴油发电机因损耗增大而导致其“温升”的异常升高、并迫使它们进入降额运行状态；电力电缆/断路器快关因加速“老化”而出现故障率增大和拒动或误动操作；电容型功率因数补偿柜中的电力电容的异常损坏以及用户在日常运行中所需的电费开支增加等。
基于上述原因，有必要认真的研究由非线性负载所带来的谐波污染问题，并力争寻找出具有最佳性价比的谐波治理方案，或最适合用户的特定技术需求的综合型谐波治理方案。
二、UPS三相整流型非线性负载谐波分析UPS主要由整流电路、逆变电路、控制电路、充电电路、电池组、旁路系统组成。
目前中大功率三并三出UPS 的整流电路通常采用晶闸管相控整流电路，常用的整流电路有三相全桥6脉冲整流电路和六相全桥12脉冲整流电路等。
相控整流技术的优点在于结构简单、控制技术成熟，但由于交流输入功率因数较低，会产生大量的谐波电流，对电网产生较大的污染。
三、UPS谐波治理方法1、6脉冲整流UPS大功率UPS整流器大都采用晶闸管相控整流电路，主要谐波电流是5次和7次谐波，在输入侧加装无源滤波器，来吸收谐波和提高功率因数，但是由于受到滤波器的体积和成本的限制，最高可使功率因数提高到0.9，电流谐波THD＜5%，而且无源滤波器抑制谐波本质上是频域处理方法，即将非正弦周期电流分解成傅里叶级数，对某些谐波进行吸收，因此只能抑制固定的几次谐波，补偿固定的无功功率。
谐波治理的必要性和案例分析
谐波治理的必要性及案例分析安科瑞陈静燕江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴2144051引言随着科技发展，电子产品大量应用，电网中谐波大量产生，作为设计人员需要了解谐波的成因及危害，以便更好地防御及治理，提高电能质量。
近年来，电气产品行业出于节能和生产的需要，积极运用新技术，大量地运用了可控变流装置、变频调速装置等非线性负荷设备。
其所产生的谐波问题直接影响到了公用电网的电能质量，已引起人们的广泛重视。
2谐波产生的原因及影响2.1谐波的成因电网中的谐波主要指频率为工频（基波频率）整数倍成分的谐波及工频非整数成分的间谐波，它们都是造成电网电能质量污染的重要原因。
根据大量现场测试的分析结果证实，电力变压器也是电力系统中谐波的一个重要谐波源。
电力变压器的激磁电流、铁心饱和及三相电路和磁路的不对称，致使在变压器三角绕组的线电压和线电流中也仍然存在三次谐波分量，尤其在负荷低谷时，随着电网电压的升高，变压器铁心饱和程度加剧，产生的谐波含量也随之增大。
随着电网大量电容装置的投运，通过对现场谐波实测发现，谐波并不是只有零序分量可被变压器三角绕组所环路，而是波及全网，并给电容装置及电网的正常运行带来影响和威胁。
在民用建筑中，UPS电源、电子调速装备、节能型灯具及家用电器中的计算机、微波炉等电力电子设备和电器设备应用的大量增加，以及医院等特殊场合的放射X光机、CT机等大型医疗设备等，使各类非线性负荷注入电网的谐波日益增多，造成电网电能质量的污染的影响也越来越大。
在这些设备集中使用的地区，如医院、大型商场、居民小区、写字楼、酒店公寓等，谐波污染已相当严重。
谐波污染的影响使电能质量明显下降，因此，对电能质量谐波污染的抑制和治理已刻不容缓。
2.2谐波源的分析2.2.1电力电子设备电力电子设备主要包括整流器、变频器、开关电源、静态换流器、晶闸管系统及其它SCR控制系统等。
由于工业与民用电力设备常用到这类电力电子设备和电路，如整流和变频电路，其负载性质一般分为感性和容性两种，感性负载的单相整流电路为含奇次谐波的电流型谐波源。
3现代通信机房的谐波处理及节能
∞
f(t)=A0+ ∑ [Akcos(kω0t)+Bksin(kω0t)] （式1）
K=1
∞
=A0+ ∑ Cksin(kω0t+фk)
（式2）
K=1
∫ ∫ A0=
—1
T
f(t)dt=
—1
T0
2π
2π
0 f(t)dx（x=ω0t）
∫ ∫ Ak=
—2
T
T 0
f(t)cos(kω0t)dt=
— 1
π
2π
f(t)cos(kx)dx
3现代通信机房的谐波处 理及节能
• 对发电设备的危害 ：谐波干扰增大发电机的损耗，产生寄生转矩，降低了机 械能向电能转换的效率；谐波在线圈绕组和转子阻尼线圈中产生额外的损耗， 产生振动和发出异常的噪音。发电机中THDI必须小于等于20%，否则发电机 的功率也必须进行折算；
• 对输电设备的危害 ：损耗增加 （趋肤效应）、引发谐振（线路电感、对地 电容）、中线电流增大 、影响线路的稳定运行（继电保护的误动或拒动）；
3现代通信机房的谐
波处理及节能
1. 随着电子技术的发展，大功率可控硅SCR、
MCT 混
双 极
门极可关断晶闸管GTO、电力场效应晶体管 MOSFET、电力晶体管GTR、IGBT等技术的发
I和广泛应用，大量非线性负荷的增加， 功 率 M O S F ET
使得电力系统波形严重畸变，这便是谐波。
功 率 S IT
复 GTR 合 型
型
晶闸管
谐波最早发现在20世纪20年代，50年代以
肖特基势垒二极管
电力二极管
单 极 型
（
GTO RCT
低压谐波治理案例剖析
低压谐波治理案例剖析摘要：谐波是指在交流电路中与工频基波频率不同的波。
现代电网中，由于一些非线性负载的使用（如整流器、变频器等），导致了谐波的产生。
谐波作为一种能量污染，会导致电机发热产生故障、电力保护误动作、通讯设备受干扰等异常，甚至影响设备的有功输出，此外谐波对常用仪表、计算机、家用电器等的影响也很大，容易引发事故，因此谐波治理显得尤为重要。
但由于我国目前对谐波源的管理并未十分到位，没有相关法律予以约束，谐波治理仍存在空白区，加之消除非线性设备的谐波所需成本较高，导致谐波污染治理工作任重道远。
当前，解决谐波问题的途径主要是提高系统电压等级、加大系统的短路容量、增加变流装置的脉动数等常规办法，并未从谐波源处入手，以致治理成果甚微。
2014年，国网山东昌乐县供电公司营丘供电所成功处理了一起因谐波污染而引发的设备频繁烧损事件，可以作为谐波治理的一种借鉴。
关键词：谐波；有源电力滤波器；无功补偿引言2015年5月份以来，昌乐县供电公司营丘供电所不断接到辖区内用电客户电话，反映电器设备经常不明原因烧坏，严重影响了正常生产生活秩序。
经统计，反映问题的主要有7家单位、2个直管台区，烧坏的设备主要有电机、空调、微机、节能灯等。
特别是天泰能源加气站，其加气软启动设备的电磁阀及24V控制电源频繁损毁，导致加气站无法正常运营，损失严重。
为尽快查明原因，减少用电客户损失，供电所派专人在现场展开了调查。
1 检查过程及主要原因确定经查，反映问题的用电客户用电设备均正常，并且设备进行更换之后仍然有重复烧毁的情况发生，证明设备因素并不是导致上述异常的原因。
经过对反馈情况汇总分析发现，5月份之前，各用电客户用电均正常，发生损坏时间都是在5月份以后，地点全部集中在10kV崖头线末端供电范围，电器设备损坏的时间都是在晚11点至凌晨5点间。
经查阅业扩资料，在2月份该线路新上一家名为昌乐天源管件铸造有限公司的企业，新装800kVA变压器一台，使用中频炉进行铸铁管件加工，5月份正式投产。
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通信机房电网谐波治理实例分析
作者：李银碧
来源：《中国新通信》2017年第09期
【摘要】由于通信机房内安装有许多非线性设备，产生了大量谐波，严重影响机房的供电安全。
本文介绍了通信机房供电电网中谐波的主要来源，并通过实际工作中发生的几起通信机房电网谐波过高引起的故障处理，阐述谐波治理的必要性。
【关键词】通信机房谐波治理无源滤波有源滤波
一、引言
随着通信机房非线性用电设备的大量投运，这些大容量的UPS、开关电源系统以及精密空调等负载产生了大量的谐波，不仅增加了电网的供电损耗，而且严重影响机房供电的安全，因此谐波必须进行治理。
二、通信机房电网谐波的主要来源与测量
2.1谐波的主要来源
由于我国交流电规定频率是 50Hz，所有非正弦波信号或者是不是50Hz 的正弦波均属于谐波范畴。
非线性负载产生的非正弦电流，造成电路中电流和电压畸变，称为谐波。
我们将能够使正弦波发生畸变，产生高次谐波的设备或者负荷称为谐波源。
电网谐波主要来自于2 个方面： 1、电源自身产生的谐波。
发电机的三相绕组和铁心在工艺上很难做到绝对的对称和一致，而且发电机内部具有很强的电磁场，产生较强的谐波干扰，因此电源也会产生谐波。
2、输配电系统产生谐波。
电力系统的变压器，由于它的长时间运行时不可避免的会导致铁心发生饱和，铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大。
2.2 通信机房电网谐波含量的测量
通信局站在进行谐波治理前，必须对通信局站电源系统谐波含量进行测试。
一般在通信机房配电室的低压柜进线一侧安装智能电表，可以实时监测所需信息。
没有安装智能电表的通信枢纽局就采用传统的仪表测试的手段进行测量，目前应用较为广泛的是Fluke系列电能质量分析仪来检查配电系统。
对于各级低压配电系统输入端，理论上谐波电压畸变率超过5%或者谐波电流有效值超过15%，必须对其进行谐波治理或更换电缆，否则降容使用。
三、谐波治理的案例分析
1、电容过热烧毁故障。
某局投入运行后，发现低压配电柜上电容过热、导线绝缘层发烫等现象，严重时甚至出现电容烧毁爆炸，形成短路事故，险些酿成枢纽供电瘫痪。
另由于电容补偿柜不能正常投入使用，导致供电线路功率因素严重偏低，还被用电管理部门罚款处理。
2、开关电源整流模块故障。
某基站开关电源整流模块故障告警，基站退服。
到现场检查发现，交流电源电压正常，整流模块部分损坏，部分保护不工作。
检查整流模块，发现过压脱离板上一电阻烧坏，紧靠电阻的电容外壳被烧熔。
测量交流电压正常，但电压谐波含量很高，高达15%，主要表现在高次谐波中。
四、谐波治理方法
谐波治理的方式通常有2类。
一类是对设备进行改造，使其减少甚至尽量不产生谐波。
另一类方案则是加装滤波器抑制谐波，其通常又分为无源滤波和有源滤波。
1、无源滤波器。
无源滤波器，由滤波电容器、电抗器和电阻适当组合而成的滤波装置，通过在系统中为谐波提供一个并联低阻通路，以起到滤波作用。
在低压配电系统上一般采用无源滤波方式进行谐波集中治理。
虽然无源滤波器具有结构简单、维护方便等优点，其滤波性能存在较大局限性，不能适应动态变化的负载且无功补偿量不能实现无级调节等。
同时无源滤波中的L、C元件在系统外特性发生变化时极易发生谐振。
因此适应不了高电能质量要求的场合。
2、有源滤波器。
与无源滤波器相比，它具有高度可控制和快速响应特性，并且能跟踪补偿各次谐波、自动产生所需变化的无功功率，其特性不受系统阻抗的影响，无谐波放大危险，相对体积重量较小等突出优点。
较无源滤波装置能更有效彻底地滤除谐波，大型 UPS 及开关电源等设备一般选择加装有源滤波装置的方式进行谐波治理。
结合当代先进谐波治理方案考虑，滤波研究的方向进入无源滤波器与有源滤波器并存的局面。
该方案是利用无源滤波滤除低次大谐波电流，用有源滤波滤除多次小谐波电流。
混合型有源电力滤波器不仅降低了整体成本，而且滤波效果好，无源和有源共同抑制谐波，具备了两者的技术优势。
五、结束语
通过谐波引起的故障案例分析，我们认识到谐波的危害性以及治理谐波的必要性。
通信电源系统的谐波通过治理后，得到有效抑制，消除了供电系统中谐波对通信设备的影响，提高供电可靠性，所以通信系统进行谐波综合治理意义重大。
作为通信动力运维人员，我们要深入学习，吸取经验，在维护检查过程中正确操作和处理故障，确保供电系统的稳定运行，努力营建绿色通信电源系统。
参考文献
[1]姜卫华. 通信电源系统的谐波分析与治理[J]. 信息通信，2013
[2]罗安.电网谐波治理和无功补偿技术及装备[M].中国电力出版社，2006.
[3]赵倩. 电力通信网中通信电源故障的分析与维护[J]. 通信电源技术，2009
[4]王兆安，杨军，刘进军皆波抑制和无功功率补偿[M].北京机械工业出版社，2002。