刘惠明
（江苏中南建筑产业集团有限责任公司 226001）
摘要：本文阐述了民用建筑电气设计中谐波的定义及常发生谐波的主要设备类型;同时,全面的分析了谐波带来的主要危害;最后,结合自身经验,提出了几点关于谐波治理的预防和治理对策。
关键词：民用建筑电气；谐波；治理
随着经济和社会的发展，在民用家庭的各种节能设备负载量日益增大，正逐渐成为民用配电系统主要的谐波源。例如，在民用建筑中，常常大量使用荧光灯和其他产生大量3次谐波的灯具和各种电器。由于谐波问题引起的火灾，以及因此而造成沉重损失的例子不计其数，并对人们的财产安全和人生安全造成了巨大的威胁。
一、民用建筑电气谐波问题
1.1谐波的定义
谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。利用傅立叶级数进行分解见图1。
1.2谐波的产生
在理想的干净供电系统中，电流和电压都是正弦波的。在电力系统中，谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，即电路中有谐波产生。
1.3产生谐波的设备类型
所有的非线性负荷都能产生谐波电流。在民用建筑电气设备中产生谐波的设备类型主要有：开关电器电源、照明灯具、电讯设备、消防安防产品、楼宇自控产品、变频设备等。
1.4危害
随着节约型社会步伐的推进，民用建筑电气中谐波产生增加了电费支出和电能的消耗。与此同时，谐波还会造成其他方面的危害。
①影响供电系统的稳定运行和供电质量；在供电系统中的敏感元件，例如电力线路和电力变压器，容易受到谐波影响而产生误动作；谐波电流在系统阻抗中会产生谐波电压，使供电电源波形严重畸变，大量的谐波电流在系统中流动，并且其中大部分谐波流向电源（变压器）侧，使得电网中电压与电流畸变，进而降低电网的电压和浪费电能。
②影响电力变压器的使用；谐波不仅会造成电压畸变度变大，还会使电力变压器的铜损和铁损增加，直接影响变压器的使用效率，从而缩短变压器的使用寿命。
③影响用电设备；谐波的存在会造成异步电机电动机效率下降，噪声增大；较高次谐波会对通讯及信息处理设备产生干扰；对工业企业自动化的正常通讯造成干扰，影响精密加工设备的正常运行，影响电力电子计量设备的准确性；谐波还可使电容器介质损耗增加，发热和寿命缩短；大量吸收谐波会导致电容器过流，引起熔丝熔断；电容器与电网电感形成串联谐振回路，能引起谐波的放大，电容烧毁等。
谐波电流还会产生的电磁干扰，以及引起变电站局部的并联或串联谐振，使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂等，并且会使控制设备损坏或出现误动作的几率大大增加。
二、民用建筑电气谐波的防治对策
3.1预防措施
“凡事预则立不预则废”，为贯彻和执行国家有关建筑节能的方针政策，在民用建筑电气工程中，预防和减少谐波的产生，进而达到响应节能的方针。因此，为确保建筑电气电网的安全、稳定和有效运行，保证电能质量，以便能够更好的为群众服务，需要对建筑电气中产生的谐波源采取有效的预防措施：
①在民用建筑电气中贯彻“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则，当谐波源产生的谐波电流可使公共连接点的谐波超过标准规定的允许值时，查找谐波源到户并按要求治理合格，否则，供电企业可中止对其供电。同时，在日常工作中，对有谐波源的客户要定期测量、检查、加强管理力度。
②采用新型的技术设备，可以从源头上减少谐波电流。例如，选用12脉冲的ups;在电容电抗器的选用时，尽量选择电容与电抗的谐振频率一致、耐压电容器、耐流电抗器。新设备投运后，进行谐波实测复核，合格者才允许正式接网运行。
③查明电力谐波来源和建立和健全客户谐波源的技术档案，包括设备的容量、形式、参数、主接线等。这有利于采取谐波的抑制措施和及时记住谐波装置的数量，原理结构和安装地点；同时，对超标的谐波客户，供电应提出相应的治理措施上报当地电网工作点。这样不仅可以改善民用建筑电气电网的供电质量，而且可以为谐波问题的有效治理提供实时实地的数据支持。
3.2治理措施
民用建筑电气谐波问题的发生，严重的损害了家庭生活的各个方面，包括经济、安全和舒适度，光靠预防措施是不够的。因此，有效地治理谐波，将其限制在允许范围内，营造一个良好的电网系统，是亟不可待的。目前主要采用有源电力滤波器和无源电力滤波器两种设备来治理谐波。滤波器对其所调谐的谐波来说是一个低阻抗的“陷阱”。理论上，滤波器在其调谐频率处阻抗为零，因此可吸收掉要滤出的谐波。然而，与无源滤波器相比，安装有源滤波器后不仅可以减少一台变压器，从而减少设备投资和保护设备，同时具有降容减少变压器、断路器、电缆投资和提高生产率和保持连续供电等优点；而且有源滤波器的高度可控制特性和自适应能力，使得有源滤波器逐渐成为民用建筑电气谐波抑制和无功补偿的首选方法。
结语
有效治理民用建筑电气中谐波问题的是一项有益、节能且环保的工作。而且，消除电力电子装置谐波污染的工作，可称之为当今技术应用的“绿色工程”。对谐波污染较大的民用建筑电站进行实时实地的监测后，按照容量进行集中治理，全面抑制谐波问题产生甚至达到消除后，再进行无功补偿电容器的投入工作，将民用建筑供电系统的功率因数提高到国家电力系统规定数值以上，才能真正地达到节能减损，从而实现净化电网、确保电气设备安全稳定运行的目的。
参考文献
[1]庄庆.民用建筑电气中谐波治理问题探讨与分析[J].中华民居.2011
[2]陈华平.浅谈电网谐波及其治理[J].变频器世界.2010
刘惠明，（1978.2），男，江苏南通人，单位：江苏中南建筑产业集团有限责任公司，电气工程师，专业方向：民用建筑电气设计
论文作者:刘惠明
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/15
标签：谐波论文; 电流论文; 电网论文; 建筑电气论文; 滤波器论文; 民用建筑论文; 设备论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;