建筑电气谐波治理关键技术

（ ３ ） 治 理措 施
故障 。
在补偿回路增设调谐滤波 电抗器 ，避 免补 偿回 路产生并／ 串联谐振 ，保护补偿装置的安全、抑制 及
网传 输 至 民用 建 筑 配 电系 统 。
由于 电流的趋肤效应 ，增加铜损 ；３ 次谐波引 起中性线 过热烧 毁电缆甚至 引发火灾 。 ４ ． 对 电子 设 备或 电力 设 备 的危 害
（ ２ ）Ｕ Ｐ Ｓ 、Ｅ Ｐ Ｓ 、变频设备等相控 晶闸管整流装
置。
三 、 相 关 规 范 及 标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ４ ５ ４ ９ — １ ９ ９ ３《 电 能质 量 公 用 电 网谐 波 》规
统热元件温升加速 ，断路器遮 断能力下降乃至损坏
断路器。
（ ２ ）注入公共连接点的谐波 电流分量 （ 方均 根
值 ）允 许 值 （ 部 分 ）见 表 ｉ ：
表 １注入公共连接 点的谐波电流分量 （ 方均根值）允许值 （ 部分）
标准 电压 ｋ ｖ 基准 短路 容量 Ｍ Ｖ Ａ 谐 波 次数及 谐波 电流 允许 值 Ａ
定：
（ ３ ）计算机、家用 电器、舞台灯光 、Ｌ Ｅ Ｄ照 明
设备等非线性负荷 。
高频谐波使 电子设备受到干扰 ，产生误动作， 或操作不正确 ；民用 电视 画面 发生闪烁、冰箱颤声
振动、 电灯 闪烁照 明质量下 降；电力 系统 继电保 护 机构可能因谐波误动或拒 动引发电力事故；电力系
【 关键词】谐波 危害 调谐电抗器 谐振频率 滤波装置
６ ．对仪表计量和通 信的危 害 谐波影响仪表计量 ，导致 用户电费增加，严重 时 因功率 因素或谐波含量超标 导致电力罚款；谐波 干扰邻近通信系统 ，降低通信 质量甚 至 ｌ 起通信系
统瘫痪 。
一
、
民用建筑谐波来源 （ １ ）配电变压器、工业 用户等产生 的谐波经 电
Ｚ ｃ ∞＝ Ｘ ｍ（ — Ｘ： ㈤ 当ｘ ） ＝ ｘ ｃ （ ） 时 ，ｚ Ｌ Ｃ 【 ） ＝ Ｏ ，谐
工 业 项 目 以 ５次 以上 谐 波 为 主 ， 民用 建 筑 以 ３ 次 以上 谐 波 为 主 。
Ｎ Ｚ 妻
， 当 Ｘ Ｔ Ｒ ㈨ ＝ Ｘ “ 时 ， ｚ ㈤ 的 阻 抗 波电压加 在阻抗为 ０的回路时，将 产生无 限大 的谐
（ ｉ ）公用 电 网谐 波 电压 （ 相 电压 ）总 谐 波 畸变 率 ：０ ． ３ ８ ｋ ｖ级 ≤ ５ ％ ：ｌ Ｏ ｋ ｖ级 ≤４ ％ ；３ ５ ｋ ｖ级 ≤ ３ ％ ；
１ １ ０ ｋ Ｖ级 ≤２ ％ 。
（ ４ ）焊机等冲击性负荷。
二 、 谐 波危 害
１ ．对供电变压器 的危害 高频 电流由于趋肤效应增加铜损 ；高频 涡流增
波电流。进而造成 电容器故障 ，放大谐波对 电网的
影响。
②调谐 电抗器配 比
为 无 限 大 ；谐 波 电流 流 经 阻 抗 无 限 大 的 回 路 时 将 产 生 无 限 大 的谐 波 电 压 ； 无 限 大 的 谐 波 电压 ，将 于 电 网与 电 容器 间 ， 产 生 大 谐 波 电流 ，迅 速 造 成 电容 器
所 引起 的额外损耗 导致 变压器基波负载容量下降 ， 效率 降低 ，甚至烧毁变压器 。 ２ ．对 电动机 的危害 由于 电流 的趋肤效应有邻近效应 ，增加铜损 ； 由于高频涡流 ，增加铁损 ；使 电动机发热增加 ，温 升变高，谐波所引起的额外损耗会导致 电动机 的效 率降低 ，影响 电动机正常运行 。
四、 谐波治 理主要措施 １ ．补偿回路谐振治 理
谐波可 能引起配电系统补偿 回路并联谐振或 串 联谐振 ，造成电容鼓包 、爆炸甚至 引起火灾等事故 。
谐
在 当 前 电 气 系 统运 营 中 安全 隐 患严 重 、事 故 频 发 。 （ １ ） 补偿 回路 并联 谐 振
谐
谐
Ｉ Ｉ Ｉ
３ ． 对 供 电 电缆 的危 害
５ ．对补偿电容器和 电抗器 的危害 谐 波 电流 在 补 偿 回 路 产 生 串联 或 并联 谐 振 ， 造 成 电容器过载 ，甚至烧毁 电容器 ；谐 波电流在电抗 器两端产生谐波过压 ，使 电抗器铁 芯饱甚 至铁磁谐
振 ，损坏 电抗 器 乃至 酿 成 事 故 。
０ ． ３ ８ １ ０
ｌ ０ １ ０ Ｏ
２ ７ ８ ２ ６
３ ｌ ４ ｌ ５ Ｉ ６ ｌ ７ ｌ ８ ｌ ９ ｌ １ ０ ｌ ｉ ｉ Ｉ ｌ ２ ｌ １ ３ ｌ ｌ ４ Ｉ １ ５ ６ ２ ｌ ３ ９ ｌ ６ ２ Ｉ ２ ６ ｌ ４ ４ Ｉ ｌ ９ ｌ ２ １ ｌ ｌ ６ ｌ ２ ８ Ｉ １ ３ ｌ ２ ４ Ｉ ｌ １ Ｉ １ ２ ２ ｏ Ｉ １ ３ Ｉ ２ ０ ｌ ８ ５ ｌ １ ５ ｌ ６ ． ４ Ｉ ６ ． ８ ｌ ５ ． ｉ ｌ ９ ． ３ ｌ ４ ． ３ Ｉ ７ ． ９ ｌ ３ ７ Ｉ ４ ｉ
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渡 谐
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图 １补偿回路并联谐振示 意图
负载产生谐波电流 ， 变 压 器 与 补 偿 电容 为 并 联 ；
电网 自带谐波，变压器与补偿 电容为 串联 ；因
建筑电气谐波治理关键技术
一 杨 丁
【 摘 要】建筑电气谐波污染愈加严重 ，电气设备谐波 防治
加 铁 损 。谐 波 使 变压 器 发 热 增 加 ， 温 升 变 高 ，谐 波
措施不当，导致后期 故障频 发，甚至造成严重 的安全 事故 或导致火灾 。本 文整 理了谐波治理关键技术 ，旨在 为建筑 电气从业人员提供有 效帮助 。