摘要：

社會(huì)隨著科技的發(fā)展變得越來(lái)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(jí)，保證一個(gè)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(jí)的電力系統(tǒng)中，電力電子設(shè)備的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，其中各種非線性、沖擊性、波動(dòng)性和不對(duì)稱負(fù)載大量增加，造成諸如電壓波動(dòng)、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(lái)極大影響，而商業(yè)中心往往又是人流量密集場(chǎng)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(duì)一些電能質(zhì)量的問(wèn)題我們應(yīng)該如何預(yù)防以及怎樣去進(jìn)行識(shí)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(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)電源的作用是把交流電通過(guò)開(kāi)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(kāi)關(guān)、整流電源設(shè)備，對(duì)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(kāi)關(guān)電源設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量諧波，從而污染電網(wǎng)，對(duì)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(dòng)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(duì)于光影和聲音的要求很高，燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)和舞臺(tái)音響是電能質(zhì)量敏感設(shè)備同時(shí)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(kāi)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(huì)使得電網(wǎng)電壓畸變，造成對(duì)其他用電設(shè)備的損耗和影響，比如會(huì)讓變壓器溫度上升，產(chǎn)生震動(dòng)噪聲，引起保護(hù)電氣誤動(dòng)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(huì)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(chǎng)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(huì)引發(fā)控制設(shè)備，繼電保護(hù)裝置的據(jù)動(dòng)作或者誤動(dòng)作，還會(huì)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(gè)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(huì)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(shí)也會(huì)導(dǎo)致電壓失真。

三、電能質(zhì)量問(wèn)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(huì)對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備造成潛在的影響，同時(shí)還會(huì)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(huì)直接導(dǎo)致中性線嚴(yán)重過(guò)載、會(huì)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(duì)配電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行有著重大的影響。同時(shí)情況嚴(yán)重時(shí)更會(huì)危害整個(gè)電力系統(tǒng)的安全，對(duì)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(duì)以上提到的電能質(zhì)量問(wèn)題：諧波、三相不平衡等問(wèn)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(duì)電力設(shè)備造成極大的危害，治理諧波可以對(duì)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(guò)外部電流互感器CT,實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載電流，并通過(guò)內(nèi)部DSP計(jì)算，提取出負(fù)載電流的諧波成分，然后通過(guò)PWM信號(hào)發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個(gè)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(guò)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