建筑电气系统抑制谐波的工程设计方法探讨
建筑电气设计中谐波治理措施的探讨
一、谐波的危害
1.1谐波的危害
1.1.1使用公用电网时,元件会产生附加的谐波,使发电和输电的效率大大的降低,对用电设备的使用效率也会产生重要的影响。当发生大量的谐波电流集体穿越中线时,则很容易造成电路过热,甚至会引起火灾的发生。
1.1.2谐波的产生会使电气设备的正常运行受到影响,除了会对电动机产生附加损耗之外,还会产生机械振动、噪音等,造成变压器局部温度过高。另外,谐波还容易使电容器和电缆等设备过早的发生损坏和老化,减少其使用寿命。
1.2.2智能建筑中线缆密布,系统设备繁多,微电子装备复杂,且防护能力弱,高次谐波将会使智能化系统设备产生误码、错码、误动作,使信号系统受到污染、产生噪声,甚至连通话质量都不能保证。随着低电压信号在IT设备中使用的增加,比特错误率也随之提高,甚至可以高到使整个网络瘫痪。
1.2.3在谐波电压作用下,电容器会产生额外的功率损耗,加快绝缘介质的老化。更为严重的是,大量谐波电流很可能引发电容器和系统其他元件之间的并联谐振或串联谐振,造成电容器超载而损坏;使与电容器连接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变、超压、过负荷而损坏。
1.1.3引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述的危害大大增。
1.1.4对邻近的通信系统产生干扰,轻者引起噪声,降低通信质量,重者导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。
1.2谐波对建筑电气产生的危害
1.2.1由于设备自身产生的接地电流在设备和真实地之间产生一个电压降,因此使电脑死机;高次谐波会在中性线上叠加,中性线电流能够在建筑物金属结构上任意流动,从而产生不受控制的磁场,即引发计算机屏幕的频闪现象;由于开关、短路以及负载变化而引起的短时间电压变化将会引起灯光频闪,过度的频闪将会使人体不舒服;严重的谐波畸变会引起在一个正弦周波内的额外过零点,影响测试设备,干扰程序控制装置的同步性,导致控制装置死机。
民用建筑电气系统设计中谐波的危害及抑制方法
民用建筑电气系统设计中谐波的危害及抑制方法摘要:民用建筑的设计行为涉及到民用建筑的质量,在民用建筑设计中,电气系统设计一直是设计人员关注的重点,而在电气设计过程中,需要重点排除的是谐波的危害,要不断制定出完善的谐波危害的抑制方案。
本文在探究民用建筑电气系统设计时,就是以谐波危害为主要的研究对象,并积极的探寻更加有效的谐波危害的抑制方法,以提高电气系统的整体稳定性,确保持续供电和用电安全。
关键词:民用建筑;电气设计;谐波危害;抑制方法引言:民用建筑的电气系统自民用建筑形式不断变化以来,已经产生了较大程度的变化。
再加上人们娱乐生活的逐渐丰富,使得传统的基础的电气系统中的设备类型不断增加,电子系统中国娱乐性质的电器设备越来越多。
对于当前的民用建筑的电气系统设计而言,应关注系统中的谐波危害,尽量降低其对电气设备正常运行的影响。
要深入的研究导致谐波出现的各个原因,并有针对性的对其进行抑制,为人们的日常生活提供安全的用电环境。
一、民用建筑的电气系统设计工作中常见的谐波产生环节谐波是一种会对电气系统的正常运行产生严重影响的波形,和基波等波形不同,谐波的波形经试验可知,其具体的波动幅度较大,且在每两个时间分隔来看,呈对称分布,具体见下图1。
认识到谐波的危害,并找出电气设计工作中常见的谐波产生环节,已经成为当前民用建筑电气设计工作的重点。
图1谐波电流实验波形(一)电源本身与输电系统所产生的谐波在一般的发电机设备中,其基本构成大部分为三相绕组,在实际的发电机设备中,要尽可能的对称布置发电机内部的三相绕组,同时要保持完全一致的发电机的铁心,在这些基本设置达到标准要求的情况下,发电机自身产生的三相正弦电压才能满足其自身稳定运行的要求。
在实际的发电机设备中,制作三相绕组时很难保证绝对对称,原因在于存在很多因素会影响发电机三相绕组的配置以及铁心的统一布置。
在这样的情形下,就会致使发电机设备不仅产生基波,还会产生谐波。
但是根据具体的情况可知,发电机产生的谐波的大小是有限的,其谐波数值相对较小,不需要特别的注意。
阐述建筑电气设计中谐波的治理措施
阐述建筑电气设计中谐波的治理措施摘要:现代建筑内的弱电系统日益增多,宽带网络的普及使其家庭内电子元件设备不断增加、高层建筑内变频节能供水、变频节能空调的应用、建筑照明智能控制系统、家用电器等都存在大量的非线性用电设备谐波源,随着电子化进程其电力系统中谐波成份也在不断增加,电网有被污染的危害性,因此,谐波治理措施的应用也随之突出。
在这一前提下,对于建筑电气设计中谐波治理的措施进行研究和分析就具有极为重要的工程意义和现实意义。
关键词:建筑电气设计;谐波;治理措施前言随着时代不断发展,我国建筑用户存在对于电力应用需求不断增加的状况。
为满足我国建筑用户的需求,建筑电气设计不断创新发展,部分人员将逆变设备应用到电力生产中从而引发了谐波问题,从而引发了电力生产效率下降,电网安全遭到严重威胁。
因此,该问题引起了重视,要想保证电网安全,必须率先解决谐波问题,采取有效措施,为用电提供有效保障。
1谐波问题的来源谐波问题的出现主要来源于两方面:一方面是电脑的系统、电视机、开关电源等导致配电系统电流电压发生畸变,产生大量非线性负荷形成的谐波源;另一方面是电网本身具有一定的谐波含量,配电变压器也产生谐波,配电系统从公用系统接受电力,从而接收到带有谐波的电力。
2建筑电气中谐波问题危害谐波问题的危害体现在许多方面,当电网被污染的情况下,整个电网中的电气设备均会受到影响,电网中的谐波含量小于国家标准的规定时,一般不会对系统造成大的影响,但随着谐波含量的增加,谐波的影响就逐渐显现出来,在谐波严重超标的情况下,如果不进行谐波治理,往往会造成很严重的危害。
主要包括:影响电气设备精度及效率、干扰设备运行、增加设备损耗、降低开断能力、使继电保护装置误动、拒动等。
以下从几个方面出发,对建筑电气配电系统中谐波问题危害进行分析。
2.1影响电气设备的精度及效率谐波的存在影响到建筑内电子元件的正常运行。
如电能表会将谐波能量当作用电来进行计量,从而导致电能表与实际用电存在一定误差;高次谐波使智能化设备受到干扰,易造成错误指令和动作;旋转电机由于谐波作用产生附加转矩而导致输出扭矩下降,且使局部发热增加。
建筑电气设计中谐波治理措施的探讨
建筑电气设计中谐波治理措施的探讨发布时间:2021-07-23T10:13:19.538Z 来源:《福光技术》2021年6期作者:曹海勃[导读] 因而,对于电力电子变流器而言它是一个较为重要的谐波污染源。
西安高新区市政配套建设有限公司陕西西安 710075摘要:电气设备的增多导致建筑中谐波过多,而谐波通常会对建筑电气设备的性能产生直接影响。
因此,本文在概述谐波的来源的基础上,分析了建筑电气谐波的危害,然后探讨了在建筑电气设计的过程中如何进行谐波的治理,旨在为建筑电气设备的正常使用以及电气系统功能的发挥奠定良好基础。
关键词:建筑电气设计;电气设备;谐波;治理措施1谐波的来源1.1电力电子变流装置所产生的影响目前,电力电子器件被广泛应用,家用电器已成功进入千家万户,同时这将会带来更多谐波,也会严重影响电力系统。
一般来说,电气设备产生谐波含量主要是设备的工作性质和结构来决定的,任何设备都可以被看作恒定谐波源。
如果电力系统有谐波电流通过时,将会出现谐波电压降等相关的问题。
电压将会对系统的电压造成一定的影响,严重时可能出现电压畸变的问题。
因而,对于电力电子变流器而言它是一个较为重要的谐波污染源。
1.2变压器所产生的影响通过非线性电感产生的电压谐波主要是在变压器中产生,因为变压器中所产生的电流里包含着非正弦波形,如果是尖顶波以及平顶波,必然有奇次谐波的存在,但程度不同,并且常常会出现数量比较大的次谐波,主要是因为磁路非线性产生的正弦波磁通。
但在变压器的谐波含量实际情况是不断改变的,变化需要根据工作的状态改变,正常运行的变压器无异常时谐波含量相对较低,但当变压器空载或轻负荷时,因为铁芯进入饱和状态,因此变压器将会减少励磁电流,感应电动势将会出现谐波的成分。
1.3低压电器所产生的影响随着建筑行业的不断发展以及电气设计工作的进步,现阶段大多数的电器设施都要通过低压电网来进行电源供应工作。
对于这些设备来说,大多具备变压器以及整流装置,即使容量不大,但是励磁电流的电器也将占总电流的相应比例。
智能建筑电气设计中的谐波治理措施
智能建筑电气设计中的谐波治理措施随着人工智能的发展和智能建筑的普及,智能建筑电气设计中的谐波治理措施变得越来越重要。
谐波是指在交流电路中,频率是原始信号频率整数倍的信号,它会对电网、设备和用户造成一系列的负面影响。
谐波治理在智能建筑电气设计中必不可少。
本文将就智能建筑电气设计中的谐波治理措施进行详细探讨。
1. 谐波的危害在智能建筑中,大量的电子设备、变频器和电力设备都会产生谐波,这些谐波会对电网、设备和用户造成以下危害:1) 对电网影响:谐波会导致电网中谐波电压和谐波电流增加,传输损耗增加,还会对电网的功率系统稳定性和用电质量造成影响。
2) 对设备影响:谐波会导致设备温升加剧和损坏,缩短设备寿命,降低设备的可靠性。
3) 对用户影响:谐波会引起灯光闪烁、变频器噪音、通信干扰等问题,对用户的生活和工作造成不便。
2. 谐波治理的原则在智能建筑电气设计中,谐波治理的原则主要有以下几点:1) 主动防治原则:在设计之初就应该考虑谐波治理的问题,主动采取措施减少谐波产生,例如选用低谐波发生的设备、加装谐波抑制装置等。
2) 整体谐波治理原则:要从电网、设备和用户三个层面考虑谐波治理,采取综合治理措施。
3) 经济性原则:在谐波治理中要兼顾成本和效果,采取经济、有效的谐波治理措施。
3. 谐波治理方法智能建筑电气设计中,谐波治理的方法主要包括以下几种:1) 主动防治:首先应该从源头上减少谐波的产生,选用低谐波发生的电力设备、避免过度调制变频器等。
2) 谐波抑制:可以通过装设谐波滤波器、谐波抑制器等装置来减少谐波的产生和传播。
3) 谐波消耗:可以通过装设谐波阻抗器、有源滤波器等装置来消耗谐波,减少谐波对系统的影响。
4) 谐波隔离:可以通过装设谐波隔离变压器、谐波隔离电容器等装置来隔离谐波,减少谐波对系统的传播。
5. 谐波治理的发展趋势随着智能建筑的不断发展,谐波治理技术也在不断创新和进步,未来谐波治理的发展趋势主要有以下几点:1) 智能化技术的应用:随着人工智能、大数据等智能化技术的发展,谐波治理技术也会向智能化、自动化方向发展,提高谐波治理的效率和精度。
探讨建筑电气设计中谐波治理措施
探讨建筑电气设计中谐波治理措施摘要:建筑物中安装有各种电气设备,一些非线性的电气设备,如空调机组、大型医疗设备、调光可控硅设备等,会产生谐波,注入电网后影响电网的电能质量,影响建筑物中其他设备的正常运行。
因此,本文将对谐波产生的来源及其产生的危害进行了全面的分析,进而对建筑电气设计中谐波治理的相关措施进行了有效探讨,希望能够为提高建筑电气设计水平,确保电气系统功能正常发挥提供有益参考。
关键词:建筑电气设计;谐波治理;措施引言随着我国电子技术的持续发展,其已广泛应用于工业、建筑等诸多领域,但电气系统中的谐波问题客观存在,对电力系统的正常运行造成负面影响,不仅不利于电能质量水平的提高,也带来极大的经济效益与社会效益损失。
一旦电力系统中的某一点发生短路或者电力系统出现故障,谐波就会进一步加重,对整个电力系统的运行产生影响。
因此,在建筑电气设计中,也要加强对谐波问题的重视程度,自觉采取谐波治理措施,规避由此产生的影响与危害。
一、谐波产生来源分析目前,在建筑电气系统运行过程中,谐波产生的来源主要包括以下五个方面:一是照明设备运行。
荧光灯等照明设备中的电子镇流器在运行过程中,其整流电路流和高频逆变器电路是谐波电流产生的主要来源之一。
越来越常用的电感整流器也会产生一定的谐波电流。
以及气体放电灯的电弧放电过程也会产生谐波电流。
许多灯具的驱动电源也会产生谐波,特别是LED大屏幕,其产生的谐波量更大。
二是日用电器的使用。
生活日用电器的运行往往需要进行电压控制来调整亮度或者关闭,其过程也是产生谐波,包括电脑、电视机、电烤箱、空调等的使用也会产生大量谐波。
三是换流设备的使用。
整流器、逆变器、变频器等换流设备的使用,主要是借助整流元件作用对电流进行强行切断、接通,进而也会产生谐波电流,在建筑电气系统中主要包括了空调、电梯、总体开关等方面的具体应用。
四是铁芯设备的使用。
变压器与铁芯电器中的铁芯具备非线性磁化特征,其工作过程中磁化曲线趋于饱和时,其产生的磁化电流会出现奇次谐波,并且铁芯饱和度与谐波电流成正比。
关于建筑电气设计过程中电源谐波的探讨
2 建筑 电气 谐波产 生的原 因
建筑中谐波 主要来 自于两 方面 :① 大量 非线 性负荷 形成的 谐波源 , 导致配 电系统 的电压 、 电流 发生畸变 , 产生谐波 ; 公用 ②
电 网本 身 具 有 一 定 的 谐 波 含量 和配 电变 压器 等 作 为 谐 波源 产 生
的谐 波 , 由网侧 传输 至配 电系 统 。
31 采 用 L . C组成 的无源 调谐 滤波器
传 统 的谐 波 补 偿 办 法 主 要 是 采 用 L C组 成 的无 源 调 谐 滤 波 器 (as e o e ie , P si w r l r 由滤 波 电容 器 、 vP Ft) 电抗 器 和 电 阻器 适 当组 合 而 成 。它 利 用 电容 、 电感 在 谐 波 频 率 时 发 生 谐 振 , 供 谐 波 入 提 地 的低 阻通 路 , 谐 波 导 入 人 地 脱 离 电 网 。 使 它 工 作在 基 波 时呈 容 性 ,能 够 同 时补 偿 电 网 中感 性 无 功 功 率 , 有 结 构 简 单 、 术 成 熟 、 期 投 资 少 、 率 容 量 大 、 行 可 具 技 前 功 运 靠 性 高 、 行 费用 低 等 优 点 , 直 被 广 泛 使用 。 它 缺 点 也 较 多 , 运 一 但 受 电 网阻 抗 和 运行 状 态 影 响大 , 易和 系 统 发 生 并 联 谐振 , 致 谐 导 波 放 大 , 至 过 载烧 毁 ; 也 只 能 补 偿 固定 频 率 的 谐 波 , 所 需 甚 它 当 补 偿 谐 波 较 多 时 需 装 置 多组 滤 波 器 , 既增 加 了成 本 也 降低 了 町 靠 性 ; 电 网容 量 大 , 当 阻抗 小 时为 保 证 补 偿 效 果 需 要 滤 波 器 有 很 高 的 品质 因数 ;而 当基 波 频 率 有 波 动 时 ,滤 波 器 补 偿 效 果 不 理
建筑电气设计中电源谐波抑制方法探析
建筑电气设计中电源谐波抑制方法探析[摘要]电力是一种常用的能源,无论是人们的日常生活还是工业生产,都离不开电力供应。
人们对于供电质量的要求越来越高,电源谐波的存在成为了电气设计中的一大危害。
本文通过简述电源谐波的概念,讨论电源谐波存在的危害性,并提出建筑电气设计中电源谐波抑制方法,从而更为有效地减轻或消除电源谐波,提高供电质量与可靠性。
[关键词]电气设计;电源谐波;谐波抑制1 电源谐波的概念电源谐波的定义是:在一个周期之内电气量的正弦波分量,电源谐波的频率与基波频率之间是整数倍的关系。
从电源谐波的定义中可以看出来,只要电源的电压或者电流的波形并非是正弦波,那么,就会出现电源谐波。
而当电压加在电阻、电容、电感之类的线性负载上时,不会改变波形,因此,其电压与电流的波形都是正弦波。
然而,当电压加在非线性负载时上,其电压与电流的波形都会变成非正弦波,这时,通过电网的电流就是非线性的,就产生了电源谐波。
2 电源谐波存在的危害性2.1 电源谐波会增加电器设备的附加谐波损耗一是谐波电流会增加变压器的铜损与漏磁消耗,并且谐波电压会增加变压器的铁损,使变压器温度上升,加速变压器损坏。
二是电源谐波会使电机的振动与机座发生共振,从而使电机过热,损坏电机元件。
三是电源谐波会使电容产生额外的功率,不仅消耗大量电力,还会造成电容过热、过压。
2.2 电源谐波会损坏敏感电子设备一是敏感电子设备极易受到电源谐波的影响而发生误动,尤其是一些由大量零部件组成的电子设备,受电源谐波影响非常大。
二是电子设备的正常运行依靠的是波形峰值来使电容器全充电,而电源谐波这种不规律的波形,将会使波形峰值过高或者过低,使电子设备无法正常使用。
三是电源谐波会引起建筑物内的一些自动化、报警、安全防护系统内部的电子设备误动作,引起设备的非正常工作。
2.3 电源谐波会破坏电力电缆的绝缘性电缆内部存在的电容会在一定程度上放大电源谐波,当谐波电流流过电缆时,就会产生部分热量,当电流产热达到一定程度时,就会造成电缆过热,从而破坏电缆绝缘性。
建筑电气设计中电源谐波抑制方法探析
建筑电气设计中电源谐波抑制方法探析建筑电气设计中电源谐波抑制方法探析随着社会和经济的发展,建筑电气系统也越来越复杂,其中电源谐波抑制成为一个重要的环节。
电源谐波的产生主要是由于非线性负载、谐振回路以及直流转换电力设备等而产生的,它会对电网设备和负载设备造成影响,因此针对电源谐波的抑制在建筑电气设计中显得尤为重要。
本文将探析几种常见的电源谐波抑制方法。
1. 直接地线法直接地线法是一种最为简单和经济的抑制电源谐波的方法。
该方法将直接用一组电容器、电感器和直接接地方式把谐波电流引导到大地中,从而达到抑制的目的。
该方法常用于小功率的电源谐波抑制,例如家庭用电器、小型商业设备等。
2. 谐波滤波器法谐波滤波器法是利用包括电容器、电感器和电阻器等在内的电路元件来抑制电源谐波的方法。
其主要原理是通过匹配电容和电感的大小和参数使得谐波电流产生相互抵消的效果。
谐波滤波器法可以分为串联谐波滤波器和并联谐波滤波器两种,分别用于不同电路的电源谐波抑制。
3. 有源滤波器法有源滤波器法也是一种比较复杂的电源谐波抑制方法,它利用运算放大器、信号处理器、数字信号处理器等设备来实现电源谐波的消除。
相比于其他抑制电源谐波的方法,有源滤波器法的抑制效果更好,而且还可以根据不同的负载和电源情况进行精细调节。
4. 变压器法变压器法是一种比较常见的电源谐波抑制方法,其主要原理是通过变压器的缓冲作用来降低电源谐波的影响。
通过变频器、矩阵变压器等设备来实现变压器的工作,从而达到电源谐波的抑制作用。
该方法常用于大型工业设备等高功率电源的抑制。
总结电源谐波抑制方法是建筑电气设计中的常用电路设计方法,不同的抑制方法适用于不同类型的电源。
在实际电路设计的过程中,应该根据电源、负载等要素选择不同的电源谐波抑制方法,以达到优化电路性能的目的。
民用建筑电气系统设计中谐波的危害及抑制方法
1. 主要谐波源 随着电气领域各项新技术的发展,特别是电 力电子技术的发展,引入电气系统中的非线性负 荷越来越多,也使得谐波问题越来越严重。在民 用建筑电气系统中,存在着大量的非线性负载谐 波源,主要有以下几类: ( 1) 发电机和变压器 如前所述,民用建筑供配电系统中的发电机 和变压器会产生一定的谐波。 ( 2) 电动机 民用建筑中的空调系统、给排水系统和电梯 系统中使用着大量的电动机,如果电动机的定子 或者转子线槽中存在少许不对称或三相绕组的缠 绕方式有些不规则就会产生谐波电流。这些谐波 会在频率等于速比的定子上产生一个电动势,由 此引起的谐波为速度的函数。另外,磁心饱和也 将产生谐波电流。 ( 3) 气体放电类光源 近年来,民用建筑照明中使用的主要光源是 荧光灯、紧凑型节能灯与金属卤化物灯,它们的 效率比白炽灯高许多。但白炽灯是线性负荷,而 荧光灯、紧凑型节能灯和金属卤化物灯等气体放 电类光源,通过它们的的伏安特性可以看出其非 线性十分严重,有的还含有负的伏安特性,它们 会给电网造成奇次谐波电流。 ( 4) 电力电子设备 近几十年以来,电力电子装置在工业与民用 建筑中的应用日益广泛,给电网造成了大量的谐 波,也使 得 电 力 电 子 装 置 成 为 了 最 大 的 谐 波 源, 民用建筑中经常应用到的电力电子装置主要有以 下几部分:
电气系统中谐波产生的原因主要和以下两方 面有关:
( 1) 电源本身以及输配电系统产生的谐波 发电机是由三相绕组组成的,理论上讲,发
电机三相绕组必须完全对称,发电机内的铁心也
必须完全均匀一致,发电机才能产生完美的三相
正弦电压。
由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对
对称,铁心也很难做到绝对均匀一致,使得电源
在发出基波电势的同时也会产生谐波电势,但由
探讨谐波对建筑电气设计的作用及措施
探讨谐波对建筑电气设计的作用及措施建筑电气供配电系统中,由于用电设备及线路的干预,很容易产生谐波。
谐波对电气设备、供电系统会产生很大的危害,不仅影响电能质量,甚至会导致电气系统崩溃或是引发火灾。
因此,在建筑电气设计中,必须要考虑谐波干扰问题,必须要制定出科学合理的谐波治理方案,尽可能地减少谐波带来的危害,以保障建筑电气系统能够安全、可靠、经济运行。
1 谐波产生的原因在供配电系统中,从理论分析,如果电流和电压都处于理想状态,那么电流和电压都会表现出正弦波形,而如果周期性电量超出基波频率整数倍,电流大于基波频率时,谐波就会出现。
在公用电网系统中,配电变压器就是一个谐波源,通过谐波源产生谐波,然后传输到配电系统中。
在建筑工程的供配电系统中,无论是计算机系统、各种消防设施、常用的通讯设备以及各种照明设施、开关电源等,在日常使用的环节都不可避免会出现谐波。
这些设备之所以会产生谐波,主要是其在运行过程中产生了很多非线性负荷,电流与电压产生了畸变。
谐波出现后,会对供配电系统及电气设备带来较大危害,不仅会增加建筑电气系统的运行负担,也可能会导致供配电系统损坏或崩溃,影响供电质量。
在建筑电气设计过程中,考虑谐波的危害并制定科学合理的治理措施是很有必要的。
2 谐波对电气设备产生的影响2.1 谐波对变压器设备产生的影响2.1.1 变压器输入电压以及输出电压的影响因素。
变压器主要由线圈和铁芯组成,当谐波电流经过变压器线圈时,线圈周围就会产生交变磁场,形成集肤效应,变压器内部的电阻、电抗等参数也会发生改变,进而会影响到变压器的输入电压和输入电压。
设定变压器的电路属于T型电路,那么谐波分量就是电流源,能够在变压器上产生叠加,此时的T型等效电路就会成为谐波作用下的等效电路,叠加到第n次谐波时,就会形成如图1所示的谐波T型等效电路,此时变压器的输入电压及输入电压都会发生改变。
另外,由于变压器的铁芯在材料、工艺及结构上有很大不同,这也是导致变压器输入电压以及输出电压不断恶化的关键影响因素。
建筑电气设计中的电源谐波问题
试析建筑电气设计中的电源谐波问题摘要:电源谐波是影响电能质量的重要因素,它严重污染了电力系统,降低了电力电子设备的性能。
本文对电源谐波的来源和危害进行了分析和探讨,且提出了抑制建筑电气设计中电源谐波的方法。
关键词:电源谐波,电力系统,电能污染,谐波抑制在建筑电气设计时,为了给人类提供健康舒适的生活空间,电气设计人员开始对供电质量和可靠性有了越来越严格的要求,然而供电系统的谐波是影响电能质量的一个重要原因,它给建筑电力系统造成了电能污染,对智能建筑功能产生了重要影响,还会降低电子设备的性能,对于建筑电气设计中的电源谐波问题,本文进行了初步探讨和分析,并提出了电源谐波的抑制方法。
1电源谐波产生的原因1.1变压器变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。
一般情况下,变压器的谐波主要是磁路非线性引发的,因为非正弦波形是变压器的励磁电流具备的特征,无论是平顶波还是尖顶波都含有奇次谐波,并且这两种波形含有的次谐波量是最大的,但是,变压器不是任何工作状态下都产生电源谐波的,变压器在正常工作的状态下产生的谐波含量是比较小的,因为在额定负载下,电流波形接近正弦波,而波形畸变是可以忽略的。
然而当额定电压空载或轻载时,铁心工作就进入了饱和区,变压器的感应电动势就会在励磁电流产生压降的情形下包含谐波分量。
1.2电力电子变流装置电力电子装置由各类电力电子电路组成的装置。
电力电子变流装置的谐波是当谐波电流进入电力系统后在电力系统内被压降,使电力系统中电压产生畸变。
而随着家用电器和电力电子设备的广泛使用,这便给电力系统带来了恒定的谐波,因为电力电子设备本身的工作性质决定设备会产生谐波含量,而且当电机负载的电感量比较少时,变频器流入的电流就是电流尖峰,这尖峰中的谐波含量更高。
1.3交流调压电器交流调压电器可分为通断控制调压称交流调功器和移相控制调压称交流调压器。
通断控制的调压器称交流调功器是将晶闸管作为开关,将负载与电源间接通几个周波,又断开几个周波,循环如此,这种控制方式就会使输入电流出现了含量很高的分数次特征谐波。
试论谐波治理技术在建筑电气设计中的应用
试论谐波治理技术在建筑电气设计中的应用摘要:随着时代的发展,科学技术的进步,我国在建筑电气方面的设计建设更加注重。
电气设计质量是否达标直接决定着建筑物的安全性和节能性。
而谐波是影响电气设计能否达标的重要因素。
本文结合笔者多年工程的实践经验,对谐波存在于智能建筑中的危害进行了分析,并针对目前在建筑电气设计中应用的谐波治理措施作了比较与分析,谨供大家作参考之用。
关键词:智能建筑电气设计谐波治理措施危害近年来,在建筑工程项目中电气应用逐步增多,很多建筑特别是智能建筑采用大量的换流逆变设备和可控制硅整流设备,这些设备的采用产生了大量的谐波,严重的影响了建筑电气系统的正常运行。
不但降低了电能的使用质量和使用效果,还对经济造成了严重的损失,甚至威胁着整个电网的运行安全。
1、谐波的定义和危害谐波是指电流中所含有的频率为基波倍数的电量,通常在工作中对周期性的非正弦电量进行技术分解,其他大于基波频率的电流。
在智能建筑建设中谐波的产生容易造成电气设备的运行不畅,使得电动机在运行的过程中发生巨大的损耗,还对电动机的运转产生了相关的振动和噪音,更有甚至是容易引发火灾险情。
随着近年来科学技术的飞速发展,大量的先进设备逐步采用,但是由此所产生的谐波现象也在日益增多。
如计算机系统、开关电源、电子式荧光整流器等先进设备在应用中容易造纸供电系统的电压和电流发生不确定的畸变,这就造成了大量的谐波。
其次是在公用电网的应用中本身存在着一定的谐波含量和配电变压器作为产生谐波的主要因素,通常这些谐波都是有公用电网传输给配电系统,造成配电系统在运行中的缺陷和问题。
恶劣的谐波环境对现阶段的建筑用电设备和电力系统造成巨大的危害和影响,尤其是在智能建筑中,这种危害更为严重,其主要表现在以下几个方面:1.1谐波的出现造成了各种电气设备在使用中发电机产生了其他损耗,严重的增加了电能的消耗,同时还对电气设备的运行带来了振动和噪音影响,甚至是造成电气火灾的发生。
智能建筑电气设计中的谐波治理措施
智能建筑电气设计中的谐波治理措施谐波是在电力系统中普遍存在的一种电能质量问题,它会给电气设备带来许多不利影响,如设备寿命缩短、能效降低、故障率升高等。
在智能建筑电气设计中,谐波治理措施是非常重要的,可以有效降低谐波的影响,提高电气设备的稳定性和可靠性。
本文将介绍智能建筑电气设计中常用的谐波治理措施。
1. 谐波源的控制在智能建筑电气设计中,首先应该尽量减少谐波源的产生。
一些常见的谐波源包括电弧炉、变频器、UPS等。
对于这些设备,可以采取一些措施进行控制,如采用高质量的设备、选择适合的电气设备以减少谐波的产生。
2. 谐波滤波器的应用谐波滤波器是一种常用的谐波治理设备,可以通过采用谐波滤波器来减少谐波的传播和影响。
根据谐波的频率和电流、电压的波形特点,选择适合的谐波滤波器进行安装。
常见的谐波滤波器包括被动滤波器、有源滤波器和混合滤波器等。
3. 谐波抑制变压器的使用谐波抑制变压器是一种专门用来抑制低阻抗谐波的装置,适用于中高压电力系统。
它是通过在变压器的一侧加装谐波抑制装置来实现的。
谐波抑制变压器具有体积小、噪音低、能耗低等特点,在智能建筑电气设计中广泛应用。
谐波消除技术是一种针对特定的谐波进行抑制的技术,可以根据具体的谐波特性选择相应的消除技术。
常见的谐波消除技术包括有源干预、谐波相消技术、谐波主动滤波技术等。
这些技术能够迅速、有效地消除谐波,提高电气设备的稳定性和可靠性。
智能建筑电气设计中的谐波治理措施是非常重要的,可以有效降低谐波的影响,提高电气设备的稳定性和可靠性。
通过采用适当的谐波源控制、谐波滤波器的应用、谐波抑制变压器的使用和谐波消除技术的应用等措施,可以有效地解决谐波问题,保障智能建筑的电气设备正常运行。
建筑电气设计中谐波治理措施探讨
建筑电气设计中谐波治理措施探讨摘要:近年来,建筑电力系统对于各种新型设备、工艺的大量使用,诱发了日益严峻的谐波污染,使得电力系统在运行过程中出现了电压失稳、电力能源耗损等诸多的问题,严重地阻碍了我国电力事业水平的进一步提升。
本文以建筑的电气设计面临的谐波问题为中心,通过对谐波的来源以及危害进行分析,着重探讨了治理谐波的几点措施,以求为提升建筑电气设计人员提供有效的帮助。
关键词:建筑电气;谐波;来源;危害;措施文章编号:1674-3954(2013)09-0080-02为了切实地满足我国建筑用户当前对于电力应用的需求,新时期,建筑电气设计人员将大量的整流设备、逆变设备、智能控制设备等,应用到电力系统中,诱发了谐波现象的进一步加剧。
谐波的出现,严重地损害了建筑用户的电力使用效益,同时破坏了国家整个电力系统的健康、安全、稳定运行,引起了众多研究人员的重视,使得谐波治理工作成为社会的又一热点话题。
建筑电气的设计人员要想为用户的电力使用工作提供可靠的保证,采取有效的措施,以彻底解决谐波问题,势在必行。
1 谐波问题的来源与危害建筑电气的表现1.1谐波来源电力系统运行过程中,周期性的电量超出电流中基波频率的整数倍,而脱离正弦波的状况被称为谐波问题,正弦波是指正常的供电环境下,电流与电压理论上应当具有的健康状态。
谐波问题一旦出现,势必会对电力系统造成程度不同的危害,恶劣的谐波甚至于会直接破坏电力系统以及各项用电设备,使系统陷入到崩溃状态,因此,建筑电气的设计人员必须要以谐波的来源为切入点,采取有效措施对其进行治理,以使其得到有效抑制。
而就谐波的具体成因来讲,它的来源主要有两个,即:①公用的电网系统本身便带有一定含量的谐波,而且,其电网中的配变电变压器也会作为谐波源,产生谐波并将其通过公用电网侧传输给其他的配电系统;②电力系统中应用的计算机系统、电子荧光整流器、可控开关电源等设备,会在系统运行的过程中,产生诸多非线性的负荷,使得系统中的电流与电压出现畸变问题,进而成为谐波的源头,不断地制造谐波。
建筑电气设计中电源谐波问题砌究
建筑电气设计中电源谐波问题砌究摘要:电源谐波的产生,是影响建筑电气使用质量的一个关键因素,现代电气设计中经常会遇到谐波现象,本文从其产生的来源入手,对谐波的危害性以及抑制措施进行简单的探讨。
关键词:建筑电气设计电源谐波抑制措施在现代建筑设计中,大量智能化设施的使用,对电气设备产生的一定的影响,比如电子、电力设施以及计算机的使用,都会产生大量的非线性负荷,也就是电源谐波。
而电源谐波的产生,会对供电质量产生一定的影响,影响用户的正常用电,因此,正确认识电源谐波的危害,以及其产生的来源,采取有效的抑制措施,对于提高供电质量有着十分重要的意义。
1、电源谐波的来源1.1变压器的谐波非正弦波形是变压器的励磁电流所具有的特征,因而变压器谐波是由磁路非线性电感引起的。
对于尖顶波和平顶波来讲,都含有奇次谐波,且两者中含有的次谐波量最大。
主要是由于磁路的非线性产生了正弦波磁通所致。
然而,变压器的谐波含量与工作状态有关系。
变压器在正常工作时,谐波含量不会太大。
额定电压在空载或在轻载时,铁心工作就会进入饱和区,变压器的感应电动势便会在励磁电流产生压降的情形下含有谐波成分。
但是在额定的电压负载之下,因变压器中的励磁电流很少,便可忽略波形畸变。
1.2电力电子变流装置的谐波家用电器、电力电子设备的广泛使用,给电力系统带来了大大小小的谐波源。
由于设备本身的结构和工作性质决定了电力设备产生的谐波含量,所有这种设备都可以看作是恒定的谐波源。
当谐波电流进入电力系统后,会在电力系统内产生谐波压降,这些压降很容易造成系统中电压产生畸变。
1.3低压电器的谐波在现代建筑中使用的电器设施大多数都是由低压电网供给电源的,由于很多电器设施都带有小容量的变压器和整流装置,使得电器中的励磁电流在总电流中占的比例较大,即使单个电器的容量小,可能只有十几瓦,大的也只有几千瓦,然而其数量太大,产生的高次谐波会对建筑电力系统造成严重的影响。
因此,在现代智能建筑电气设计中必须治理好建筑的谐波,解决好谐波产生的不良影响。
探析建筑电气设计中谐波的治理措施
探析建筑电气设计中谐波的治理措施摘要:近年来,建筑电力系统对于各种新型设备、工艺的大量使用,诱发了日益严峻的谐波污染,使得电力系统在运行过程中出现了电压失稳、电力能源耗损等诸多的问题,严重地阻碍了我国电力事业水平的进一步提升。
本文以建筑的电气设计面临的谐波问题为中心,通过对谐波的来源以及危害进行分析,着重探讨了治理谐波的几点措施,以求为提升建筑电气设计人员提供有效的帮助。
关键词:谐波污染;建筑电气设计;治理措施引言在电力电子技术不断发展的现代社会,无论是工业生产还是人民生活都离不开电力资源。
但是电气设计中的谐波污染给电力系统最大效益实现和电力资源质量的提高都造成了严重的影响。
同时,电力系统的运行过程中,如果出现短暂性的障碍,即使是局部的短路问题,谐波污染也会加重并影响电力系统的整体运行。
因而,在建筑电气设计的过程中,如何有效规避谐波污染的危害,最大程度降低谐波污染的影响已成为电力设计从业人员的重点研究方向。
谐波污染治理的难点在于其发生的随机性、不可预测性、不可重复性,尤其是在现代智能建筑中,对谐波污染的有效治疗,是各种精密电子设备和装置使用正常、寿命正常的有力保障。
一、谐波带给建筑的危害存在于智能建筑中的谐波主要来源于2方面:一种是源于不同种类的非线性负荷,像计算机系统、开关电源等造成配电系统的电压以及电流出现畸变的相关问题,从而为产生谐波提供了基础;另一种是源于自身拥有一定的谐波含量的公用电网以及以谐波源为角色存在的配电变压器,通过公用电网侧传输到达相应的配电系统之中去。
至于谐波将会带给智能建筑的各个方面危害,通过相关部门的检测调查,再在调查的基础上结合有关的数据产生相关分析得到,一个较差的谐波环境将会从下面这些方面危害到存在于智能建筑中的用电设备以及相关系统:①结合到设备自身会出现一定的接地电流,从而会造成存在于设备与地面之间的一个电压降的产生,所以会经常导致电脑死机;高次谐波通过一定的叠加作用,再结合中性线电流能够随意地流动在建筑物金属结构之上,综合2者的共同作用,最终会造成不受控制的磁场的出现,也就是通常所说的计算机屏幕频闪;与此同时,开关、短路与负载的变化的原因,将会使电压出现短时间内的上下跳动,最终将造成灯光出现频闪的现象,而频率过高的频闪又会在一定程度上给人们带来视觉上的不舒服。
建筑电气设计中谐波治理措施的探讨
建筑电气设计中谐波治理措施的探讨发表时间:2021-01-04T07:33:47.732Z 来源:《福光技术》2020年21期作者:缪馨[导读] LED 灯的驱动电源也会产生谐波,尤其 LED 大屏幕会产生较多的谐波。
黄石电力勘测设计有限公司湖北黄石 435000摘要:近几年来,我国电子电力技术得到了快速的发展,并已广泛应用于许多领域,如工业、交通运输行业等,但在电力系统中谐波问题的客观存在,给电力系统带来了巨大的影响,很可能会使得它不能够正常运转,这不但严重影响电能质量的水平,也会导致经济与社会效益的损失。
同时,如果电力系统发生故障或其中一条线路出现了短路,谐波也会因此增加,这将影响电力系统整体的运行状况。
因此,对于建筑物的电气设计,必须注意谐波问题,避免各种谐波问题对电网造成的危害与影响。
关键词:建筑电气;设计;谐波治理一、谐波产生的来源1.1照明设备产生谐波荧光灯中含有电子镇流器,电子镇流器的整流电路流及高频逆变电路会产生大量的谐波电流,即便是电感整流器也会产生少量的谐波电流;气体放电灯,在电弧放电时因负阻抗特性而产生谐波电流; LED 灯的驱动电源也会产生谐波,尤其 LED 大屏幕会产生较多的谐波。
1.2生活日用电器产生谐波生活日用电器在使用时,常会对其进行电压通断控制或电压调整,从而产生谐波,如电脑、电视机、电磁炉、电烤箱等;变频空调机产生谐波。
1.3换流设备产生谐波换流器利用整流元件的导通、截止特性强行接通和切断电流,产生谐波电流,这种设备主要包括整流器、逆变器、变频器等,在建筑中这些设备具体为变频空调、变频电梯、变频水泵、UPS 和电脑及大的开关电源、核磁共振、CT 及造影仪等医疗设备、弱电机房服务器、地下室电动汽车充电设备等。
1.4铁芯设备产生谐波铁芯设备主要为各种变压器及铁芯电抗器,变压器中的铁芯具有非线性的磁化特性,当工作磁密在磁化曲线的近饱和段时,磁化电流会呈现含有奇次谐波的尖顶波形,其大小与磁路的结构形式及铁心的饱和程度有关,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。
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统谐 波 治 理 , 力 提 高 电力 质 量 。 努 本 文 主 要 综 述 了 建 筑 电 气 系 统 的 谐 波 问 题 , 析 了 谐 波 的 存 在 分
和 危 害 性 , 总 体 上 分 析 了 谐 波 的 来 源 以 及 现 有 的 改 善 手 段 极 其 问 题 和谐 波 治 理 的发 展 趋 势 , 相 关设 计 奠 定 基 础 。 为
机 、 压 器 到 调 速 装 置 、 光 灯 、 关 电 源 等 均 会 产 生 各 种 谐 波 近 间 的 影 响 , 可 能 使 三 相 负 荷 平 均 , 少 中 性 线 电 流 。现 代 电 气 抑 制 变 荧 开 尽 减 年 来 电 网 谐 波 呈 现 逐 年 升 高 的 趋 势 , 方 面 是 由 于 大 量 的 冲 击 性 负 一 谐 波 的 方 法 有 两 种 , 是 设 计 谐 波 补 偿 装 置 来 补 偿 谐 波 . 对 各 种 一 这
代 建 筑 电气 工 程设 计 中必 须 很 慎 重 地 考 虑谐 波 以 及 它 的 不 良影 响 , 引 起 的 重 大 火 灾 , 成 惨 痛 损 失 . 须 引 起 足 够 的 重 视 。 造 必
综 合 治 理 好 建 筑 的 谐 波 问 题 , 提 高 公 用 电 网 的 电 能 质 量 以 及 提 高 对 建 筑 的 功 能 和效 益 等方 面 有 十 分 重要 的意 义 。
【 键 词 】 电 力 系统 关
建 筑 谐 波抑 制
1 .前 言
随 着 我 国 经 济 发 展 水 平 的 不 断 提 高 , 电 力 需 求 和 供 电 质 量 可 对 靠 性要 求 也 越 来 越 高 。谐 波 的危 害 性 引 起 了人 们 的 注 意 . 们 在 电 它
力 系 统 中 导 致 了 严 重 的 电 能 质 量 恶 化 。 并 且 在 建 筑 的 水 平 和 智 能 化 程 度 的 日益 提 高 , 波 还 会 导 致 整 个 供 、 电 系 统 无 法 正 常 运 行 . 谐 配 造
较 细 。在 大 量 3 次 谐 波 电 流 流 过 中 性 线 时 , 会 使 导 线 过 载 过 热 、 就 绝
的 电 子 设 备 及 电 气 设 备 产 生 的 谐 波 对 配 电 系 统 污 染 严 重 . 此 在 现 缘 损 坏 , 而 发 生 短 路 , 起 火 灾 。 我 国 已 发 生 多 起 由 于 这 一 原 因 而 因 进 引
2.建 筑 电 气 系 统 谐 波 及 危 害
图 1 谐 波 的 危 害
值 得 注 意 的 是 , 于 建 筑 电 气 系 统 来 说 . 波 对 电 网 的 危 害 除 造 对 谐
题 , 后 从 建 筑 电 气 系 统 工 程 设 计 方 面 解 决 了 谐 波 抑 制 相 关 设 计 问 成 线 路 损 耗 外 ,谐 波 会 引 起 公 用 电 网 中 局 部 的 并 联 谐 振 和 串 联 谐 最
维普资讯
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中国高新技 术企
建 筑 电 气 系 统 抑 制 谐 波 的 工 程 设 计 方 法探 讨
文 /徐 武 俊
【 要】 摘 本 文 主要 综述 了电 气 系统 的谐 波 问题 , 先 , 析 了谐 波 的 存 在 和 危 害 性 , 次 较 全 面 地 分 析 了 首 分 其
成 整 个 电 网 的 瘫 痪 。 因 此 , 视 谐 波 的 危 害 性 , 取 合 理 措 施 抑 制 谐 重 采
波 ,同时 为 了保 证 电 网 以及 建 筑 电气 系 统 的 供 电 质 量 和 安 全 运 行 . 必 须 深 入 研 究 电 力 谐 波 抑 制 和 补 偿 技 术 , 取 有 效 措 施 加 强 电 力 系 采
21 电力 系统谐 波 产 生 的原 因 .
3 .建 筑 电 气 系 统 谐 波 抑 制 治 理 技 术 研 究 3 1 谐 波 抑 制 相 关 设 计 问 题 及 方 法 .
在 建 筑 电 气 工 程 设 计 中 ,应 尽 量 限 制 使 用 谐 波 含 量 高 的 非 线 性
在 建 筑 系 统 中 . 波 是 影 响 供 电 质 量 的 一 个 重 要 因 素 从 发 电 负 荷 , 产 生 高 次 谐 波 电 流 的 设 备 应 设 置 独 立 配 电 回 路 , 免 设 备 谐 对 避
因 的 异 常 波 形 对 敏 感 的 电 子 设 备 的 正 常 运 行 构 成 了 严 重 威 胁 . 至 毁 常 情 况 下 中 性 线 电 流 比 各 相 电 流 小 得 多 , 而 设 计 时 中 性 线 的 导 线 甚
坏 硬 件 , 据 丢 失 , 造 成 的 经 济 损 失 是 巨 大 的 。一 般 建 筑 物 中 大 量 数 所
谐 波 的 来 源 以 及 现 有 的 改 善 手 段 。 从 具 体 的 工 程 设 计 角 度 总 体 上 分 析 了 谐 波 的 来 源 以 及 现 有 的 改 善 手 段 及 其 问 题 , 后 从 建 筑 电 气 系 统 工 程 设 计 方 面 解 决 了谐 波 抑 制 相 关 设 计 问 题 和 谐 波 治 理 的 发 展 趋 势 . 相 关 设 最 为 计 奠 定 基 础 ,最 后 对 谐 波 治 理 的 发 展 趋 势 提 出 了看 法 。
振 , 而 使 谐 波 放 大 , 至 引 起 严 重 事 故 。例 如 , 建 筑 中 , 常 大 量 从 甚 在 常 使 用 荧 光 灯 和 其 他 产 生 大 量 3次 谐 波 的 灯 具 、 计 算 机 及 各 种 电 器 ,
从 建 筑 系 统 谐 波 的 产 生 、 害 和 抑 制 实 践 方 面 来 说 , 电 系 统 这 些 3次 谐 波 都 从 中 性 线 流 过 , 至 使 其 电 流 超 过 各 相 电 流 。 因 正 危 供 甚