摘 要：著重分析了智能建筑中引發諧波畸變的各類擾動源，并針對諧波畸變的危害，提出相應的防范措施。

　　關鍵詞：智能建筑 諧波畸變 擾動源

　　1 引言

　　智能建筑三A系統(設備自動化系統、辦公自動化系統、通信自動化系統)中大量自動化設備需要高質量的電源，但同時其中相當數量的設備由于具有非線性負載特性，又是引發諧波畸變的擾動源。因此分析引發諧波畸變的各類擾動源，并針對諧波畸變的危害，提出相應的防范措施，對智能建筑中三A系統的安全運行具有重要意義。

　　2 諧波分析依據

　　國際電工委員會(IEC)在文獻[1]中制定了單次諧波電壓的兼容水平，即最大容許值。當各次諧波電壓低于文獻[1]規定的限值時，總的諧波電壓畸變不超過8%。該規定兼顧了供電系統與制造商的共同利益。

　　在GB/T14549-93標準中規定：380V電網中各奇次諧波電壓含有率限值為4%，各偶次諧波電壓含有率限值為2%�？偟闹C波電壓畸變率允許值為5%。以上均指相電壓。

　　GB50174-93(電子計算機房設計規范)在電源質量分級中對諧波電壓畸變率提出明確限值。計算機房電源質量劃分為A、B、C三級，允許諧波電壓畸變率限值A級為3%～5%，B級為5%～8%，C級為8%～ 10%。筆者認為智能建筑中其他自動化設備對電源質量的要求均可參考此規定限值。 

　　諧波電流畸變能對電壓畸變產生很大影響，因此采取降低各類電氣及電子設備的諧波電流至允許值，來滿足低壓配電網的兼容水平是行之有效的手段。在分析諧波電流時，應注意多臺設備產生的諧波電流具有一定規則的疊加性，也應考慮并非所有產生諧波的設備同時處于工作狀態。

　　依據上述有關標準，在國內標準對智能建筑低壓配電網總諧波電壓畸變率限值尚無明確規定時，筆者認為可考慮將電源系統的總諧波電壓畸變率限制在5%以下。若超過5%應適當采取防范措施，以保證智能建筑三A系統的安全運行。

　　3 智能建筑內主要請波擾動源

　　智能建筑中具有一定非線性負載特性的設備是產生諧波畸變的主要擾動源，可歸納為以下幾類：①照明系統中的照明鎮流器、調光設備(相位角控制器)。②計算機、復印機、打印機等辦公自動化設備。③UPS不間斷電源及開關電源。④電梯、空調等動力設備中普遍應用的變頻傳動裝置(VFD)。⑤其他具有一定非線性負載特性的電子控制設備。

　　以上①、②類設備具有數量大、多臺型號規格相同、負載特性相同的特點，其中同種設備產生的諧波電流大致線性疊加，如個人計算機電流偕波畸變率可達75%，此類設備對總諧波畸變率的影響不容忽視;③類擾動源UPS不間斷電源及開關電源屬于非線性負荷，在它們的交流輸入倒有大量諧波電流反饋至低壓配電網，使電網遭受污染;④類擾動源變頻傳動裝置(VFD)產生的諧波可使輸入電流波形嚴重畸變，如圖1所示。此類設備(未采取防范措施時產生的諧波畸變對總諧波畸變率影響較大。

圖1變頻傳動裝置輸入電流波形

　　鑒于智能建筑對三A系統運行的高可靠性要求，應適當采取消除或抑制諧波危害的防范措施如下：

　　(1)在根據負載確定電力變壓器額定容量時，應考慮諧波畸變而留有格量。在民用建筑設計中一般應保證變壓器負荷率為70%～80%左右，該負荷率的工程裕量即可防范諧波引起的變壓器發熱危害。

　　(2)在電纜截面選擇中應考慮諧波引起線纜發熱的危害。對于聯接諧波主要擾動源設備的配線，確定線纜載流量時應日有足夠裕量，可適當放大一級選擇線纜截面。在三相四線制系統中，應考慮三次諧波電流和高次諧波電流引起的集膚郊應對中性線的發熱危害，即在中性線截面的選擇中國有足夠裕量。

　　(5)為克服諧波畸變引起的低壓開關設備的發熱和誤動作，建議按以下原則選擇低壓配電設備：熱磁型、電子型配電用斷路器應適當降低額定電流使用;漏電保護器除應適當降低額定電流使用外，尚應在選定額定電流靈敏度時考慮諧波的泄漏電流;接觸器、熱繼電器應適當降低額定電流使用;在諧波畸變較嚴重的配電回路中可放大一級選擇低壓配電設備。

　　6 結束語

　　智能建筑三A系統中存在尤其大量產生諧波擾動的設備，在設計中應針對產生諧波擾動的設備特點，采取適當的防范措施，這對消除諧波故障隱患是非常必要的。