通信機房電網(wǎng)諧波治理實例分析

1、通信機房電網(wǎng)諧波治理實例分析【摘要】 由于通信機房內(nèi)安裝有許多非線性設(shè)備， 產(chǎn)生了大量諧波，嚴(yán)重影響機房的供電安全。本文介紹了通 信機房供電電網(wǎng)中諧波的主要來源，并通過實際工作中發(fā)生 的幾起通信機房電網(wǎng)諧波過高引起的故障處理， 闡述諧波 治理的必要性。【關(guān)鍵詞】 通信機房 諧波治理 無源濾波 有源濾波一、引言 隨著通信機房非線性用電設(shè)備的大量投運，這些大容量 的UPS開關(guān)電源系統(tǒng)以及精密空調(diào)等負(fù)載產(chǎn)生了大量的諧 波，不僅增加了電網(wǎng)的供電損耗，而且嚴(yán)重影響機房供電的 安全，因此諧波必須進行治理。二、通信機房電網(wǎng)諧波的主要來源與測量2.1 諧波的主要來源由于我國交流電規(guī)定頻率是50Hz，所有非正弦

2、波信號或者是不是 50Hz 的正弦波均屬于諧波范疇。非線性負(fù)載產(chǎn) 生的非正弦電流，造成電路中電流和電壓畸變，稱為諧波。 我們將能夠使正弦波發(fā)生畸變，產(chǎn)生高次諧波的設(shè)備或者負(fù) 荷稱為諧波源。電網(wǎng)諧波主要來自于 2 個方面： 1、電源自 身產(chǎn)生的？C波。發(fā)電機的三相繞組和鐵心在工藝上很難做到絕對的對稱和一致，而且發(fā)電機內(nèi)部具有很強的電磁場，產(chǎn) 生較強的諧波干擾，因此電源也會產(chǎn)生諧波。2、輸配電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波。電力系統(tǒng)的變壓器，由于它的長時間運行時不 可避免的會導(dǎo)致鐵心發(fā)生飽和，鐵心的飽和程度越高，變壓 器工作點偏離線性越遠，諧波電流也就越大。2.2 通信機房電網(wǎng)諧波含量的測量 通信局站在進行諧波治理

3、前，必須對通信局站電源系統(tǒng) 諧波含量進行測試。一般在通信機房配電室的低壓柜進線一 側(cè)安裝智能電表，可以實時監(jiān)測所需信息。沒有安裝智能電 表的通信樞紐局就采用傳統(tǒng)的儀表測試的手段進行測量，目 前應(yīng)用較為廣泛的是 Fluke 系列電能質(zhì)量分析儀來檢查配電 系統(tǒng)。對于各級低壓配電系統(tǒng)輸入端，理論上諧波電壓畸變 率超過 5%或者諧波電流有效值超過 15%，必須對其進行諧波 治理或更換電纜，否則降容使用。三、諧波治理的案例分析 1、電容過熱燒毀故障。某局投入運行后，發(fā)現(xiàn)低壓配 電柜上電容過熱、導(dǎo)線絕緣層發(fā)燙等現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至出現(xiàn) 電容燒毀爆炸，形成短路事故，險些釀成樞紐供電癱瘓。另 由于電容補償柜不能正

4、常投入使用，導(dǎo)致供電線路功率因素 嚴(yán)重偏低，還被用電管理部門罰款處理。2、開關(guān)電源整流模塊故障。某基站開關(guān)電源整流模塊 故障告警，基站退服。 到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)， 交流電源電壓正常，整流模塊部分損壞，部分保護不工作。檢查整流模塊，發(fā)現(xiàn) 過壓脫離板上一電阻燒壞，緊靠電阻的電容外殼被燒熔。測 量交流電壓正常，但電壓諧波含量很高，高達15%，主要表現(xiàn)在高次諧波中。四、諧波治理方法諧波治理的方式通常有 2 類。一類是對設(shè)備進行改造， 使其減少甚至盡量不產(chǎn)生諧波。另一類方案則是加裝濾波器 抑制諧波，其通常又分為無源濾波和有源濾波。1、無源濾波器。無源濾波器，由濾波電容器、電抗器 和電阻適當(dāng)組合而成的濾波裝置

5、，通過在系統(tǒng)中為諧波提供 一個并聯(lián)低阻通路，以起到濾波作用。在低壓配電系統(tǒng)上一 般采用無源濾波方式進行諧波集中治理。雖然無源濾波器具 有結(jié)構(gòu)簡單、 維護方便等優(yōu)點， 其濾波性能存在較大局限性， 不能適應(yīng)動態(tài)變化的負(fù)載且無功補償量不能實現(xiàn)無級調(diào)節(jié) 等。同時無源濾波中的 L、C 元件在系統(tǒng)外特性發(fā)生變化時極 易發(fā)生諧振。因此適應(yīng)不了高電能質(zhì)量要求的場合。2、有源濾波器。與無源濾波器相比，它具有高度可控 制和快速響應(yīng)特性，并且能跟蹤補償各次諧波、自動產(chǎn)生所 需變化的無功功率，其特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，無諧波放 大危險，相對體積重量較小等突出優(yōu)點。 較無源濾波裝置 能更有效徹底地濾除諧波，大型 UPS

6、 及開關(guān)電源等設(shè)備一 般選擇加裝有源濾波裝置的方式進行諧波治理。結(jié)合當(dāng)代先進諧波治理方案考慮，濾波研究的方向進入 無源濾波器與有源濾波器并存的局面。該方案是利用無源濾 波濾除低次大諧波電流，用有源濾波濾除多次小諧波電流。 混合型有源電力濾波器不僅降低了整體成本，而且濾波效果 好，無源和有源共同抑制諧波，具備了兩者的技術(shù)優(yōu)勢。五、結(jié)束語 通過諧波引起的故障案例分析，我們認(rèn)識到諧波的危害 性以及治理諧波的必要性。通信電源系統(tǒng)的諧波通過治理后， 得到有效抑制，消除了供電系統(tǒng)中諧波對通信設(shè)備的影響， 提高供電可靠性，所以通信系統(tǒng)進行諧波綜合治理意義重大。 作為通信動力運維人員，我們要深入學(xué)習(xí)，吸取經(jīng)驗，在維 護檢查過程中正確操作和處理故障，確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運 行，努力營建綠色通信電源系統(tǒng)。參考文獻1 姜衛(wèi)華 . 通信電源系統(tǒng)的諧波分析與治理 J. 信息通 信， 20132 羅安.電網(wǎng)諧波治理和無功補償技術(shù)及裝備 M