试论谐波保护器及其在智能建筑中的应用

试论谐波保护器及其在智能建筑中的应用

王琳

黑龙江省建工集团有限责任公司150000

【摘要】智能建筑最大的特点就是智能化，而体现智能化特点的就是电子设备，智能建筑就是通过各种电子设备来充分发挥其使用性能，但是在这些电子设备使用的过程中，却存在着谐波侵袭的危险，谐波污染非常严重，因此必须采取相应的措施降低谐波的危害，而谐波保护器是解决问题的最好方法。本文首先对谐波的相关内容进行介绍；其次，概述了谐波对电子设备产生的危害；最后探讨了谐波保护器在智能建筑中的应用，希望能够为智能建筑更好的发挥其性能提供帮助。

【关键词】谐波保护器智能建筑应用

谐波保护器能够降低谐波对智能建筑中电子设备的损害程度，其主要功能就是能够自动保护电子设备，只要在电子设备中安装谐波保护器，它能够自动的减弱甚至是消除高谐波以及次谐波，减少了电子设备维修的次数，进而延长了电子设备的使用年限，降低了智能建筑后期的使用成本。

一、谐波概述

电网谐波（分量）的定义为：对周期性交流量进行傅里叶级数分解，得到的频率为基波频率整数倍的分量。理想的供电应是单一恒定频率与规定幅值的稳定电压。但随着各种新型、高效、多功能用电设备的不断更新，这些非线性电气设备使电网电压、电流波形实际上是不同程度畸变的非正弦波。非正弦波含有对人体及用户设备产生危害的高次谐波。

智能建筑谐波问题在当前主要来自于大量非线性负荷形成的谐波源，同时还有是通过公用电网本身的谐波处理方式和配电变压器问题，有公用电网侧传输至配电系统中应用分析模式。

二、谐波产生的危害

智能建筑中的各类电子设备不可避免的会受到谐波的侵害，严重者会使整个智能建筑功能无法正常发挥，其中体现最明显的就是电脑死机，所谓知道电脑是智能建筑中必要的电子设备，几乎所有的数据都在电脑中，一旦出现死机，会对储存其中的数据产生影响，甚至是消失。接下来，笔者就详细的介绍一下，谐波对智能建筑产生的其他危害。

1、屏幕频闪。高次谐波会在中性线上叠加，中性线电流能够在建筑物金属结构上任意流动，从而产生不受控制的磁场，即引发计算机屏幕的频闪现象。

2、灯光频闪。由于开关、短路以及负载变化而引起的短时间电压变化将会引起灯光频闪。过度的频闪将会使人体不舒服。

3、影响控制装置的正常运行。严重的谐波畸变会引起在一个正弦周渡内的额外过零点．影响测试设备，干扰程序控制装置的同步性，导致控制装置死机。

4、数据网络堵塞。智能建筑中线缆密布，系统设备繁多，微电子装备复杂，且防护能力弱，高次谐波将会使智能化系统设备产生误码、错码、误动作，使信号系统受到污染、产生噪声，甚至连通话质量都不能保证。随着低电压信号在IT设备中使用的增加，比特错误率也随之提高，甚至可以高到使整个网络瘫痪。

5、功率因数补偿设备产生故障。在谐波电压作用下，电容器会产生额外的功率损耗，加快绝缘介质的老化。更为严重的是，大量谐波电流很可能引发电容器和系统其他元件之间的并联谐振或串联谐振，造成电容器超载而损坏；使与电容器连接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变、超压、过负荷而损坏。据统计。70％以上的谐波故障发生在电容器装置上。

6、保护装置误跳闸。配电回路的谐波电流含量高会使断路器遮断能力降低。这是因为畸变电流过零点时，电弧电流随时问的变化要比工频正弦电流大，电弧电压的恢复要迅速得多。使电弧容易重燃，导致误跳闸或在该跳闸的时候根本不跳。剩余电流可能会达到使剩余电流保护装置动作的设定值。事实表明，空气电磁断路器不能遮断其分断能力范围内波形畸变率超过50％的故障电流，而且还会导致断路器损坏。

7、严重干扰感应式电能表。在谐波环境下，电能表记录的是基波电能及部分谐波电能。谐波电能会使得用电设备性能变坏，因此用户不但多交电费，而且利益受到损害。

三、谐波保护器在智能建筑中的应用

通过上述阐释可知，对智能建筑来说，谐波产生的最主要的危害就是对其中的电子设备产生过多的干扰，影响其正常工作，进而影响智能建筑性能的发挥。众所周知，智能建筑最大的特点就是智能化、自动化，无论是办公系统，还是通信系统都能自动化，换句话说，智能建筑中所使用的设备几乎都是电子设备，所以一旦出现谐波，严重者会使整个智能建筑陷入瘫痪，为了避免这种现象的发生，相关人员在智能建筑中安装了谐波保护器，以保证智能建筑性能得以最大程度的凸显出来。其主要应用如下：

首先，智能建筑中的所有电子设备都要单独使用专门的供电回路，这样谐波就不能通过供电线路而进入到各个电子设备中，再加之，谐波保护器可以起到过滤的作用，即使谐波进入到供电回路中，也不会产生太大的消极影响；其次，安装在电子设备中，能够自动的保护该设备，由于对电子设备进行接地处理时，会出现电压降的现象，在这种情况下，如果噪音频率非常高，那么谐波将会对电子设备产生非常大的危害，但是安装了谐波保护器之后，就可以自动的消除或者减弱高谐波与次谐波，也会消除或者减弱高频噪音，这样就降低了谐波对电子设备的损害，进而延长了其使用寿命；再次，净化电源，因为谐波保护器能够消除到几乎全部的谐波，这样计算机等电子设备因开关等问题出现频闪的现象；最后，谐波过大会使断路器出现无跳闸的现象，或者是断路器应该跳闸却没有跳闸的现象，而安装谐波保护器之后，大大降低了这种现象出现的概率。

谐波保护器装置主要应用的下列电子设备中：

首先，计算机，可编程控制器，因为这两个电子设备在智能建筑中所起到的作用非常大，一旦这两个电子设备因为谐波出现问题，将会影响整个智能建筑的功能的正常发挥；其次，各种变频装置，这些装置也非常容易受到谐波的侵袭，一旦受到侵袭面，就无法进行变频，而影响其他电子设备性能的发挥；最后，电梯、空调等，这两种设备是智能建筑中不可缺少的设备，一旦这两种设备受到谐波的侵袭，就会影响居民正常的生活，给人们带来不便，所以一定在这两种设备中安装谐波保护器。

实际上，谐波保护器还应用在智能建筑其他设备中，比如电子调光与镇流装置中以及各种高压灯具中，这些设备正是因为有了谐波保护器的应用，才使其性能得以充分发挥，提高智能建筑整体的使用价值。

四、结语

综上所述，可知在智能建筑中应用谐波保护装置十分关键，因为智能建筑中电子设备不可避免的或受到谐波的侵害，如果不采取有效的措施，电子设备就不能正常有序的工作，也就影响了智能建筑整体性能的发挥。

参考文献：

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