摘要：

社會隨著科技的發(fā)展變得越來越現(xiàn)代化，智能化。大型的商業(yè)建筑系統(tǒng)也隨之運(yùn)行升級，保證一個商業(yè)建筑相關(guān)電力設(shè)備的正常運(yùn)行是居民獲得商業(yè)建筑系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)。在緊隨升級的電力系統(tǒng)中，電力電子設(shè)備的應(yīng)用也越來越廣泛，其中各種非線性、沖擊性、波動性和不對稱負(fù)載大量增加，造成諸如電壓波動、諧波等電能質(zhì)量污染日益嚴(yán)重，給大型商業(yè)中心帶來極大影響，而商業(yè)中心往往又是人流量密集場所，我們更應(yīng)該保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低安全隱患，那么面對一些電能質(zhì)量的問題我們應(yīng)該如何預(yù)防以及怎樣去進(jìn)行識別和治理？

一、商業(yè)中心電力系統(tǒng)主要負(fù)載分析：

1.照明系統(tǒng)如：LED屏、LED燈，熒光燈
商業(yè)中心安裝有大量的LED屏、LED燈、熒光燈等。LED屏里包含了開關(guān)電源。開關(guān)電源的作用是把交流電通過開關(guān)管整流直流電源的設(shè)備，它作為一種典型的諧波源，諧波的含量是非常高。大型LED燈是非線性設(shè)備，需要使用到大量的開關(guān)、整流電源設(shè)備，對不同電壓響應(yīng)也是非線性的，從而疊加形成諧波含量很大的非線性交流供電電流，大型LED中眾多的開關(guān)電源設(shè)備會產(chǎn)生大量諧波，從而污染電網(wǎng)，對與LED同一供電系統(tǒng)的其他設(shè)備造成影響，如造成電機(jī)發(fā)熱，電壓波動和閃變等，甚至?xí)斐稍O(shè)備損害和安全事故等。例如劇院以及體育館舉辦大型文藝演出及體育比賽對于光影和聲音的要求很高，燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)和舞臺音響是電能質(zhì)量敏感設(shè)備同時也是非線性負(fù)荷，是主要諧波源，因此需要采用一些治理諧波的設(shè)備進(jìn)行諧波治理。

2.空調(diào)，電梯，風(fēng)機(jī)

類設(shè)備產(chǎn)生的諧波主要以3、5、7、11次諧波為主。首先變頻電梯和空調(diào)含有變頻器，變頻器的主電路一般是交-直-交形式，即整流部分（AC/DC）和逆變部分（DC/AC）組成，先將電源進(jìn)行三相橋式整流，再由大功率晶體管開關(guān)元件進(jìn)行DC/AC轉(zhuǎn)換。在輸入部分，輸入電壓是正弦波，非線性二極管組成的三相整流橋及二極管參數(shù)離散將引起輸入電流的波形為非正弦波。在輸出部分，輸出線電壓是SPWM脈寬調(diào)制的矩形波，相電壓是階梯波，都是非線性的。輸出電流是帶毛刺的近正弦波。既然是非線性正弦波，就必將產(chǎn)生諧波。而輸入的電流諧波會使得電網(wǎng)電壓畸變，造成對其他用電設(shè)備的損耗和影響，比如會讓變壓器溫度上升，產(chǎn)生震動噪聲，引起保護(hù)電氣誤動作等。

3. 充電設(shè)備，UPS電源系統(tǒng)

由五部分組成：主路，旁路，電池等電源輸入電路，進(jìn)行交直流變換的整流器，逆變器，自己切換電路以及蓄電池。UPS電源之所以會產(chǎn)生諧波，是因?yàn)槠潆娐方Y(jié)構(gòu)中，也含有整流電路做交直流轉(zhuǎn)換所致。市場上主流的UPS為六脈整流，其所產(chǎn)生的諧波電流為5、7、11依次類推。UPS產(chǎn)生的大量諧波不僅會引發(fā)控制設(shè)備，繼電保護(hù)裝置的據(jù)動作或者誤動作，還會降低功率因數(shù)，浪費(fèi)電能，增加斷路器容量，增加線纜的損耗。引起局部串聯(lián)或者并聯(lián)諧振，增加變壓器的損耗，使變壓器發(fā)熱且有效容量下降。

二、產(chǎn)生諧波的非線性負(fù)載的特性：

1、負(fù)載吸收的電流為周期性的，但不是正弦波的電流，電流中因含有諧波而造成波形的失真；

2、歐姆定律中的電壓和電流之間的關(guān)系不在有效，負(fù)載阻抗在一個周期內(nèi)是變化的，電流和電壓之間的關(guān)系也不再是線性的；

諧波的產(chǎn)生原因：非線性負(fù)載設(shè)備在工作中會由于其自身整流或逆變的電路的存在導(dǎo)致大量的諧波產(chǎn)生；諧波電流大量注入到電網(wǎng)中，引起電流波形失真（非正弦），同時也會導(dǎo)致電壓失真。

三、電能質(zhì)量問題的危害：

綜合以上我們不難發(fā)現(xiàn)，大型商業(yè)中心建筑中龐大的空調(diào)系統(tǒng)、眾多的通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備和電梯等設(shè)備，它們中的變頻機(jī)構(gòu)、控制部件以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備等這些都是典型的非線性負(fù)載，產(chǎn)生的諧波流入配電系統(tǒng)，污染電網(wǎng)系統(tǒng)，這些非線性負(fù)載不僅會對無功功率補(bǔ)償設(shè)備造成潛在的影響，同時還會影響各類電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，降低系統(tǒng)的效率，增加電力成本，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，諧波電流也會直接導(dǎo)致中性線嚴(yán)重過載、會使得電纜、變壓器的溫度升高、引起電容超溫，甚至引起爆炸，降低其他電氣設(shè)備的使用壽命，對配電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行有著重大的影響。同時情況嚴(yán)重時更會危害整個電力系統(tǒng)的安全，對商業(yè)中心構(gòu)成嚴(yán)重的安全隱患，甚至危及生命。

四、解決方案：

針對以上提到的電能質(zhì)量問題：諧波、三相不平衡等問題。

可以采用Sinexcel有源電力濾波器APF進(jìn)行諧波治理。諧波能對電力設(shè)備造成極大的危害，治理諧波可以對設(shè)備正常運(yùn)行提供安全保證。

五、商業(yè)中心電力系統(tǒng)安裝安裝有源濾波器APF有什么作用？

Sinexcel有源濾波器APF通過外部電流互感器CT,實(shí)時檢測負(fù)載電流，并通過內(nèi)部DSP計(jì)算，提取出負(fù)載電流的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個和負(fù)載諧波大小相等、方向相反的電流注入到電網(wǎng)中補(bǔ)償諧波電流，實(shí)現(xiàn)濾波功能。且通過有源濾波器APF補(bǔ)償后的THDI<5%,,功率因數(shù)高達(dá)0.99的補(bǔ)償效果.大大提升了電能質(zhì)量，滿足了配電系統(tǒng)的要求，有效地為商業(yè)綜合體電力系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量。

審核編輯黃昊宇