弧光爆炸事故背后的電力諧波威脅

1、弧光爆炸事故背后的電力諧波威脅全國(guó)石油和化工工業(yè)電氣技術(shù)委員會(huì)委員 中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)專家咨詢委員會(huì)委員安徽土木建筑學(xué)會(huì)建筑電氣專家工作委員會(huì)專家作者簡(jiǎn)介 淮南作為華東最大的能源城，現(xiàn)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以“能源谷”為支撐，建設(shè)“智慧谷”。 (一)、淮南信息化產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)介 淮南政務(wù)新區(qū) 高新區(qū)綜合服務(wù)體 0、引言 中國(guó)移動(dòng)安徽淮南數(shù)據(jù)中心 大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū) 江淮云產(chǎn)業(yè)平臺(tái) 淮南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，它位于淮南市舜耕山南麓，規(guī)劃建設(shè)面積為10.75平方公里，已注冊(cè)企業(yè)58家，其中工業(yè)企業(yè)15家，電子商務(wù)類企業(yè)43家。新引進(jìn)億元以上項(xiàng)目7個(gè)，招商引資資金近30億元。江淮云產(chǎn)業(yè)平臺(tái)、中科院淮南新能源研究中心、中國(guó)移

2、動(dòng)(安徽)數(shù)據(jù)中心、中科院大氣所淮南研究院等一批大項(xiàng)目均在其中。 淮南山南新區(qū)配電網(wǎng)布局規(guī)劃圖 根據(jù)淮南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的發(fā)展定位和總體規(guī)劃，將建220千伏變電站四座，110千伏變電站九座，10kV開閉所五十一座。其中，220千伏變電站與10千伏變電站均采用典型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，220千伏變電站為開放式，占地預(yù)留面積為38.76畝；110千伏變電站均為全戶內(nèi)設(shè)計(jì)，占地預(yù)留面積為5.15畝；電纜沿規(guī)劃道路敷設(shè)，110千伏高壓線路走廊預(yù)留寬度為25米。 封閉式110kV變電站 開放式220kV變電站 淮南移動(dòng)公司在悅和路辦公區(qū)的IDC數(shù)據(jù)機(jī)房，為2013年8月投入運(yùn)行。它有十個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房，具有2000個(gè)機(jī)

3、架的托管能力。其能耗效率PUE接近1.5，其總耗電量4000kW左右。一、移動(dòng)IDC高壓配電室弧光爆炸事故 悅和路移動(dòng)IDC 2013年投運(yùn)的淮南悅和路移動(dòng)中心悅和路移動(dòng)IDC 具有2000個(gè)機(jī)架的托管能力的移動(dòng)IDC 2015年4月13日八點(diǎn)左右，淮南移動(dòng)動(dòng)力班接到移動(dòng)上級(jí)監(jiān)控值班室電話通知：和悅路局高低壓配電機(jī)房煙霧告警。維護(hù)人員旋即趕到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)入和悅路局無人值守高低壓配電室后，發(fā)現(xiàn)10kV高電壓進(jìn)線柜已跳閘，消弧消諧柜上方煙霧傳感器報(bào)警，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)備用電源已啟動(dòng)，油機(jī)供電正常；10kV高壓供電側(cè)消弧柜控制面板有B相弧光接地兩條告警記錄，打開消弧柜后，發(fā)現(xiàn)有AB兩相熔斷器熔斷，柜內(nèi)有熔斷器

4、放電痕跡，過壓保護(hù)器C相爆炸脫落。弧光爆炸視頻截圖 事故柜內(nèi)部現(xiàn)狀 向供電局咨詢周邊10kV供電情況，告知3公里處市公安大廈、財(cái)政大廈兩處高壓配均發(fā)現(xiàn)電纜接地跳閘故障信號(hào)(它們的地下室高壓配有和移動(dòng)和悅路局高壓配功能一樣的消弧消諧裝置)，供電局維護(hù)人員正在巡查。下午兩點(diǎn)供電局排除故障，恢復(fù)10kV系統(tǒng)供電，故障停電六小時(shí)。 數(shù)據(jù)中心高壓配電室 IDC數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜 消諧消弧保護(hù)裝置 和悅路IDC數(shù)據(jù)中心投運(yùn)只有兩年，關(guān)于這次故障的性質(zhì)與起因，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理人員、電氣設(shè)備廠家代表、供電局調(diào)度及維護(hù)人員各執(zhí)一詞，互不相讓。本人作為業(yè)內(nèi)技術(shù)專家，被邀參加了事故分析與鑒定會(huì)。本人詳細(xì)考察了事故現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)

5、現(xiàn)了許多系統(tǒng)性缺陷，而它恰恰是解決供電老問題帶來的新問題。(一)、事故現(xiàn)場(chǎng)分析 淮南高新區(qū)的建設(shè)與發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的要求是供電線路全部入地?？諝饨^緣的架空線路被固體絕緣的電纜線路所取代后，由于固體絕緣擊穿的積累效應(yīng)，其內(nèi)部過電壓，特別是電網(wǎng)發(fā)生單相間歇性弧光接地時(shí)產(chǎn)生的弧光接地過電壓及由此激發(fā)的諧振過電壓，已成為當(dāng)前電纜電網(wǎng)安全運(yùn)行的一大威脅?；茨细咝聟^(qū)現(xiàn)場(chǎng)的解決辦法就是大量使用消弧消諧柜。 魯崗110kV變電站“消諧消弧保護(hù)裝置”布置示意圖 但新的問題出現(xiàn)了： (1)、發(fā)生弧光接地時(shí)，如果電網(wǎng)中的消諧消弧保護(hù)裝置均能可靠運(yùn)行，則各臺(tái)消弧消諧裝置都會(huì)動(dòng)作。這樣，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員將無法找到真正的故障點(diǎn)。

6、因?yàn)樵?0kV系統(tǒng)中任何地方只要有一點(diǎn)發(fā)生弧光接地，該系統(tǒng)中的消弧消諧裝置都會(huì)動(dòng)作，這時(shí)弧光也就隨即消失，而10kV系統(tǒng)的故障相上卻有多個(gè)金屬性接地點(diǎn)。當(dāng)真的故障點(diǎn)發(fā)生的線路被切除后，運(yùn)行人員就會(huì)將消弧消諧裝置復(fù)位，可是無論運(yùn)行人員對(duì)哪一臺(tái)消弧消諧裝置復(fù)位，這臺(tái)消弧消諧裝置都會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示10kV系統(tǒng)中還有接地點(diǎn)，這樣運(yùn)行人員就會(huì)誤認(rèn)為剛切除的故障線路中是沒有故障的，應(yīng)該是在其它回路中。中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)A相接地 (2)、電網(wǎng)發(fā)生弧光接地時(shí)，如果有一臺(tái)消弧消諧裝置發(fā)生誤動(dòng)作，將會(huì)導(dǎo)致相間短路的事故發(fā)生。例如：在A回路的A相發(fā)生了弧光接地，電網(wǎng)中的每臺(tái)消弧裝置均要將A相真空接觸器閉合，出

7、現(xiàn)A相多處金屬性接地。如果此時(shí)某臺(tái)消弧裝置的控制器受到干擾，導(dǎo)致這臺(tái)消弧裝置將非故障相B或C相上的真空接觸器也合上，于是就會(huì)造成相間短路的事故發(fā)生。如果接地點(diǎn)不能立即斷開，將會(huì)發(fā)生總降10 kV系統(tǒng)的進(jìn)線斷路器跳閘，引發(fā)重大事故發(fā)生。 第一次熄弧后的故障相電壓 (3)、電網(wǎng)發(fā)生2處及以上弧光接地時(shí)，消弧消諧裝置極易引起相間短路。仍以A回路的A相發(fā)生弧光接地為例(見示圖)，如果4號(hào)配電站中的9號(hào)消弧消諧裝置沒有動(dòng)作，而其它消弧消諧裝置均動(dòng)作并且準(zhǔn)確地將A相真空接觸器合上，在檢修人員巡查故障點(diǎn)的過程中。B回路上又發(fā)生了B相弧光接地，原先沒有動(dòng)作的9號(hào)消弧消諧裝置就會(huì)動(dòng)作；合B相真空接觸器，造成A，

8、B相之間發(fā)生相間短路，若用戶高壓配母線側(cè)有設(shè)備出現(xiàn)弧光短路，總降10kV系統(tǒng)的進(jìn)線斷路器也有跳閘的可能，引起重大停電事故發(fā)生。 本次和悅路IDC數(shù)據(jù)中心高壓配消弧消諧柜出現(xiàn)弧光爆炸，引起重大停電事故，上述三種原因都可能存在。第一次熄弧前后健全相電壓變化 從上述分析中不難看出：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，單相電弧接地如果是間歇性的“熄弧-重燃”接地，則會(huì)發(fā)生一個(gè)高頻振蕩過程，經(jīng)過二次燃弧以后，兩健全相的最大過電壓為3.5倍系統(tǒng)額定相電壓；如果故障相不存在振蕩過程，最大過電壓為2.0U。由于這種過電壓持續(xù)時(shí)間可以達(dá)到數(shù)小時(shí)或更長(zhǎng)，波及范圍廣，在整個(gè)電網(wǎng)某處存在絕緣弱點(diǎn)時(shí)，即可在該處造成絕緣閃絡(luò)或擊穿，因

9、此，弧光接地過電壓的危害性很大。 又因架空線路影響了城市的美觀，山南新區(qū)建設(shè)供電線路全用電纜入地的方式，而每公里電纜的電容電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同等長(zhǎng)度的架空線路。以10kV線路為例：架空線路的電容電流計(jì)算(按水泥桿、有避雷線計(jì)算)： IC3.7U線L10-33.710110-30.037A(二)、間歇性弧光接地與串聯(lián)諧振仿真 電纜線路的電容電流計(jì)算： ICu(951.44S)/22000.23SU線 其中S為電纜心線截面積(mm2)。以截面積為300的10kV電纜為例，每公里電容電流可達(dá)2.32A。 由此可見：10kV線路每公里電纜的電容電流約為架空線路的63倍，新區(qū)10kV出線中電纜比重的增大勢(shì)必

10、引起電容電流的增大，從而導(dǎo)致接地電弧無法熄滅，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的可靠性 ，影響人身及設(shè)備的安全 。 由于10kV出線電纜所占比重的增加，導(dǎo)致電容電流升高超過了規(guī)程的要求，而10kV供電系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地方式，如系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的故障電流超過了中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)10A(電容電流)，接地電弧不能自行熄滅， 將引起電弧接地過電壓。以本案例電網(wǎng)為參考建模，進(jìn)行仿真來研究，可得如下模型： 電阻參數(shù)： 電抗參數(shù)： 電容參數(shù)： 考慮電纜出線，傳統(tǒng)電容電流參數(shù)針對(duì)的是油浸紙電力電纜，現(xiàn)采用聚氯乙稀交聯(lián)電纜每公里電容電流增加20%，則有： 在此模型下模擬在0.5秒時(shí)突然變化到串聯(lián)諧振參數(shù)，所得波形如下：諧振過

11、程電壓曲線 間歇性電弧是由于電弧不穩(wěn)定燃燒引起的。目前分析電弧過程的三種理論高頻熄弧理論、工頻熄弧理論和熄隙恢復(fù)電抗強(qiáng)度理論都認(rèn)為電弧過零熄滅，下個(gè)電壓峰值重燃。目前對(duì)間歇性電弧的研究主要集中在過電壓方面，對(duì)間歇性電弧引發(fā)的諧波瞬態(tài)過程研究很少。這主要是因?yàn)榉抡婺Ｐ徒⑵饋肀容^復(fù)雜。下面給出現(xiàn)場(chǎng)的選線裝置捕捉到的間歇性電弧的波形。間歇性電弧波形引發(fā)的諧振過程 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，單相電弧接地如果是間歇性的“熄弧-重燃”接地，則會(huì)發(fā)生一個(gè)高頻振蕩過程，經(jīng)過二次燃弧以后，兩健全相的最大過電壓為3.5倍系統(tǒng)額定相電壓；故障相不存在振蕩過程，最大過電壓為2.0U。由于這種過電壓持續(xù)時(shí)間可以達(dá)到數(shù)小時(shí)

12、或更長(zhǎng)，波及范圍廣，在整個(gè)電網(wǎng)某處存在絕緣弱點(diǎn)時(shí)，即可在該處造成絕緣閃絡(luò)或擊穿，因此，弧光接地過電壓的危害性很大。 淮南山南高新技術(shù)區(qū)10kV系統(tǒng)大量使用的消諧消弧及過電壓保護(hù)裝置，如下圖所示。二、消弧消諧柜原理及使用 10kV系統(tǒng)消諧消弧柜布置示意圖 移動(dòng)數(shù)據(jù)中心高壓配電室采用了XHG消弧及過電壓保護(hù)裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。消弧及過電壓保護(hù)裝置(簡(jiǎn)稱消弧柜)，是為了迅速消除中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)弧光接地給電器設(shè)備帶來的危害而研制的專利技術(shù)產(chǎn)品。 (一)、消諧消弧保護(hù)裝置原理 消諧消弧及過電壓保護(hù)裝置(簡(jiǎn)稱消弧消諧柜)，其“消弧”指一次消弧，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生非金屬性接地(弧光接地)時(shí)，將引起另外兩相電壓升

13、高，最高可達(dá)3.5Un，威脅其他電氣設(shè)備運(yùn)行。此時(shí)消弧控制器將接地相的真空接觸器接通，使接地相直接與大地接通，即將弧光接地轉(zhuǎn)化為金屬性接地，可以將過電壓限制在1.732Un，同時(shí)使電弧熄滅；“消諧”是對(duì)二次回路消除諧波，主要是安裝在PT的開口三角繞組瞬間接入大功率的消諧電阻，利用消諧電阻破壞系統(tǒng)的諧振參數(shù)，消耗諧振功率，從而消除系統(tǒng)的諧振故障。消弧消諧柜原理示意圖 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地或發(fā)生PT單相斷線時(shí)，PT的輔助二次輸出信號(hào)將由低電平變成高電平，微機(jī)控制器啟動(dòng)中斷，對(duì)PT二次輸出信號(hào)Ua、Ub、Uc進(jìn)行處理，判斷故障類型和相別， 并作出如下處理：如果是間歇性電弧接地，則微機(jī)控制器在20m

14、s之內(nèi)向故障相真空接觸器發(fā)出合閘命令，真空接觸器在15ms之內(nèi)將故障相與接地網(wǎng)直接連接，消弧消諧裝置及過電壓保護(hù)裝置在40ms之內(nèi)將弧光接地快速轉(zhuǎn)化為金屬性接地，弧光接地過電壓消失。系統(tǒng)可以在單相接地穩(wěn)態(tài)下運(yùn)行2h，以保護(hù)用戶供電的可靠性。 1、控制器，2、穿墻套管，3、銘牌，4、觀察窗，5、標(biāo)識(shí)牌，6、電流表，7、主母線，8、支柱絕緣子，9、柜內(nèi)照明裝置，10、高壓隔離開關(guān)，11、PT保險(xiǎn)，12、操作機(jī)構(gòu)，13、過電壓保護(hù)器，14、電壓互感器PT，15、電流表，16，、電磁鎖，17、柜頂小母線，18、二次儀表室，19、撞擊機(jī)構(gòu)、20、限流熔斷器(FU)，21、高速真空接觸器。成品消弧消諧柜結(jié)

15、構(gòu) IDC數(shù)據(jù)中心諧波分為兩部分，第一部分是用戶側(cè)諧波，又稱高頻諧波，通常是指40次以上的諧波，頻率通常2kHz以上，主要對(duì)信息設(shè)備產(chǎn)生危害，造成工作質(zhì)量下降、死機(jī)、元件損壞、整機(jī)壽命下降等；關(guān)于這類諧波分析文章較多。 (二)、高頻諧波對(duì)控制器的影響 第二部分是電力側(cè)諧波，常態(tài)下為低頻諧波，通常是指40次以下的諧波，尤以3、5、7、9 等次諧波為代表，在電力電子裝置大量應(yīng)用供電系統(tǒng)之前，最主要的諧波源是電力變壓器的勵(lì)磁電流，其次是發(fā)電機(jī)；而在電力電子設(shè)備大量應(yīng)用之后，后者成為最主要的諧波源。 電力側(cè)常態(tài)諧波長(zhǎng)期存在，會(huì)造成電網(wǎng)供電效率下降，電容發(fā)熱甚至燒毀等。最嚴(yán)重的是故障態(tài)下以單相間歇性弧光

16、接地引發(fā)高頻、工頻及低頻諧振，包括線性諧振、鐵磁諧振和參數(shù)諧振。這類電力側(cè)諧波危害最大。當(dāng)前，由電力故障引發(fā)諧波的這類研究還是不足的。IDC數(shù)據(jù)中心諧波的分類 隨著電纜網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間的增加，電纜引起的故障也不斷增多，由于電纜絕緣破壞而導(dǎo)致單相間歇性弧光接地時(shí)有發(fā)生。故深入研究單相間歇性弧光接地引發(fā)高頻、工頻及低頻諧振很有必要。 另外，IDC數(shù)據(jù)中心節(jié)能裝置與變頻器的使用，高頻諧波對(duì)消弧消諧柜控制器的影響不容忽視。 控制器是消諧消弧保護(hù)裝置的核心部件，一般以高抗干擾能力的PIC單片機(jī)為核心處理器，核心處理器由兩塊單片機(jī)組成，能同時(shí)完成對(duì)消弧、消諧及選線的綜合控制。消諧消弧柜控制器還能將系統(tǒng)的故障信息

17、(包括故障類型、故障時(shí)間等)長(zhǎng)期保存，用戶可根據(jù)需要查詢系統(tǒng)的故障記錄。但在實(shí)際應(yīng)用中，消弧消諧柜控制器常常常無法抵抗來自外界的各種干擾，或者控制器內(nèi)部軟件、硬件出現(xiàn)了異常問題等不可預(yù)測(cè)的因素發(fā)生，都會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)弧光狀態(tài)下，而消弧裝置將非故障相B或C相上的真空接觸器合上，造成相間短路的事故發(fā)生(本次事故，就是該性質(zhì))。 用戶側(cè)的高頻諧波對(duì)控制器的影響可能使得消弧消諧裝置誤動(dòng)作。因?yàn)楝F(xiàn)有的消弧消諧裝置控制器分為兩類，一類是模擬式控制，另一類是數(shù)字式控制。但不管是那一類都有一個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)要使電網(wǎng)電壓、功率、無功頻率等忠實(shí)地告知控制機(jī)構(gòu)下一個(gè)環(huán)節(jié)控制環(huán)節(jié)。 消弧消諧柜控制器對(duì)輸入量(電壓或電流

18、)的頻率變化是有不同反應(yīng)的，有些甚至有敏感的反應(yīng)。它可能使控制器內(nèi)部軟件、硬件出現(xiàn)了異常問題。 控制器的典型環(huán)節(jié)是慣性環(huán)節(jié)的積分電路和積分環(huán)節(jié)的積分運(yùn)算放大器，結(jié)構(gòu)如圖所示。電壓暫降或暫升，中斷引起了三相不對(duì)稱(平衡)，則對(duì)某些控制設(shè)備會(huì)有影響。 a)、積分電路 b)、積分運(yùn)算放大器 微分環(huán)節(jié)的輸出量，在交流穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)都表現(xiàn)為超前的特點(diǎn)。諧波成分通過微分環(huán)節(jié)往往被放大，如仿真消諧消弧柜參數(shù)(R60,C54F)，有205次諧波的電壓通過該類環(huán)節(jié)，其諧波與基波比升到59.8，為諧波原有的3倍。帶有諧波穿過微分電路入出的變化 以上所說明的積分，微分和比例放大環(huán)節(jié)，以及各種變換環(huán)節(jié)，可以組合成任意的控

19、制系統(tǒng)，尤其是大量采用的PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，經(jīng)過上述演算方法，使一個(gè)環(huán)節(jié)的輸出與另一個(gè)輸入連結(jié)，構(gòu)成所需要的控制系統(tǒng)。而電能質(zhì)量問題將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不利影響。IDC數(shù)據(jù)中心諧波檢測(cè)數(shù)據(jù) IDC數(shù)據(jù)中心工程會(huì)面臨的幾個(gè)問題： 你所知道的問題 (投資、節(jié)能、運(yùn)行的可靠性，IDC數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)) 你所不知道的問題(特別重要設(shè)備可靠性，電力系統(tǒng)的潮流及暫態(tài)過程)； 你不知道你所不知道的問題(安全盲點(diǎn)問題，故障電流與電力電纜故障問題，火災(zāi)與爆炸問題)。三、城市發(fā)展與IDC供電安全的思考 IDC數(shù)據(jù)中心的安全風(fēng)險(xiǎn)常由我們“不知道所不知道的問題”而引發(fā)！ 我們沒有辦法完全避免現(xiàn)代工程建設(shè)，由于信息與知

20、識(shí)的不完備而引起的安全風(fēng)險(xiǎn)！ 隨著各開發(fā)區(qū)、高新區(qū)的發(fā)展，用戶電網(wǎng)(610kV)電纜的大量使用、規(guī)模不斷發(fā)展、性質(zhì)不斷變化，使得電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨龐大和復(fù)雜，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)不斷擴(kuò)大，尤其是電力諧振與過電壓?jiǎn)栴}日益嚴(yán)重。 電網(wǎng)運(yùn)行中，正常時(shí)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)PT鐵芯飽和易引起諧振；中性點(diǎn)不接地方式單相故障可引起諧振；運(yùn)維人員操作或事故處理方法不當(dāng)亦會(huì)產(chǎn)生諧振；另外設(shè)計(jì)選型、參數(shù)不匹配亦可引發(fā)諧振。 (一)、電力諧振問題 線性諧振：諧振回路由不帶鐵芯的電感元件(如輸電線路的電感、變壓器的漏感)或勵(lì)磁特性接近線性的帶鐵芯的電感元件(如消弧線圈)和系統(tǒng)中的電容元件所組成。 鐵磁諧振：諧振回路由帶鐵芯的電感元件(

21、如空載變壓器、電壓互感器)和系統(tǒng)的電容元件組成。因鐵感芯電元件的飽和現(xiàn)象，使回路的電感參數(shù)是非線性的，這種含有非線性電感元件的回路在滿足一定的諧振條件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振。 參數(shù)諧振：由電感參數(shù)作周期性變化的電感元件(如凸極發(fā)電機(jī)的同步電抗在KdKq間周期變化)和系統(tǒng)電容元件(如空載線路)組成回路，當(dāng)參數(shù)配合時(shí)，通過電感的周期性變化，不斷向諧振系統(tǒng)輸送能量，造成參數(shù)諧振。電力諧振問題(二)、用戶側(cè)的諧波問題 變頻設(shè)備：現(xiàn)代化數(shù)據(jù)中心使用了大量變頻節(jié)能設(shè)備，如 ：變頻空調(diào)、變頻電梯、變頻水泵等。變頻類設(shè)備內(nèi)部工作基本均為整流- 逆變過程，因此會(huì)產(chǎn)生諧波。 UPS電源：現(xiàn)代化數(shù)據(jù)中心對(duì)于重要機(jī)房的供

22、電穩(wěn)定性要求很高，因此常常要應(yīng)用UPS 不間斷電源。UPS 電源的工作原理與變頻設(shè)備近似，因此產(chǎn)生諧波的方式和種類也較為相似。一般來說，6 脈沖的UPS 主要產(chǎn)生5、7 次諧波，12 脈沖的UPS 主要產(chǎn)生11、13 次諧波。 照明燈具：節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器將50Hz電源轉(zhuǎn)換成大約38kHz的高頻，因此它將電燈閃爍降低到感受不到的水平。高頻電子鎮(zhèn)流器工作時(shí)由于非線性負(fù)載使得電流波形不是正弦波而產(chǎn)生諧波。一般來說，節(jié)能燈主要產(chǎn)生3 次諧波。IDC數(shù)據(jù)中心UPS電源 IDC數(shù)據(jù)中心的設(shè)備是通過電網(wǎng)阻抗對(duì)其他設(shè)備形成干擾的，這個(gè)過程如下：各類電力電子設(shè)備產(chǎn)生諧波電流諧波電流流過電網(wǎng)阻抗時(shí)，產(chǎn)生了諧波電壓

23、諧波電壓對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生了干擾。 (1)、判斷設(shè)備是否受到各類電力電子設(shè)備諧波電流的影響，需要看諧波電壓畸變率，一般超過5%就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的誤動(dòng)作 ； (2)、設(shè)備距離各類電力電子設(shè)備越近，諧波電壓越高，越容易受到各類電力電子設(shè)備諧波電流的干擾 ； (3)、電源越弱，例如小容量變壓器、發(fā)電機(jī)、UPS 等，各類電力電子設(shè)備的諧波電流干擾越強(qiáng) ； (4)、設(shè)備與變壓器之間的電纜越長(zhǎng)，設(shè)備越容易受到各類電力電子設(shè)備諧波電流的干擾。(三)、消弧柜使用存在的困境 雖然當(dāng)前流行的消弧消諧裝置己獲得廣泛應(yīng)用，它能迅速消除中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)弧光接地給電氣設(shè)備帶來的危害，解決了小電流接地系統(tǒng)間歇性弧光接地過電壓的危害問題，對(duì)于提高供電的可靠性發(fā)揮了一定作用，但大量重復(fù)使用也會(huì)帶來新的危害。 只能用于線路消弧。即只能用于電容電流30A的電纜線路消弧，工頻過電壓小于線電壓的1.1倍，暫態(tài)過電壓是相電壓的3.5倍。 供電線路電容電流30A的系統(tǒng)X0/X1會(huì)落在(-20，-1)之間，即使單相金屬性接地，健全相工頻電壓也會(huì)很高，系統(tǒng)無法承受，不能使用故障相接地消弧方法。消弧消諧柜 小容量變壓器的變電所不能使用消弧消諧裝置。因?yàn)橛妥儔浩骼】勺杂粫?huì)造成事故。特別是小容量的10KV/0.38的變壓器，只有后備瓦斯保護(hù)，一