通信机房电网谐波治理实例分析

【摘要】 由于通信机房内安装有许多非线性设备，产生了大量谐波，严重影响机房的供电安全。本文介绍了通信机房供电电网中谐波的主要来源，并通过实际工作中发生的几起通信机房电网谐波过高引起的故障处理， 阐述谐波治理的必要性。

【关键词】 通信机房 谐波治理 无源滤波 有源滤波

一、引言

随着通信机房非线性用电设备的大量投运，这些大容量的UPS、开关电源系统以及精密空调等负载产生了大量的谐波，不仅增加了电网的供电损耗，而且严重影响机房供电的安全，因此谐波必须进行治理。

二、通信机房电网谐波的主要来源与测量

2.1谐波的主要来源

由于我国交流电规定频率是 50Hz，所有非正弦波信号或者是不是50Hz 的正弦波均属于谐波范畴。非线性负载产生的非正弦电流，造成电路中电流和电压畸变，称为谐波。我们将能够使正弦波发生畸变，产生高次谐波的设备或者负荷称为谐波源。电网谐波主要来自于2 个方面： 1、电源自身产生的C波。发电机的三相绕组和铁心在工艺上很难做到绝对的对称和一致，而且发电机内部具有很强的电磁场，产生较强的谐波干扰，因此电源也会产生谐波。2、输配电系统产生谐波。电力系统的变压器，由于它的长时间运行时不可避免的会导致铁心发生饱和，铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大。

2.2 通信机房电网谐波含量的测量

通信局站在进行谐波治理前，必须对通信局站电源系统谐波含量进行测试。一般在通信机房配电室的低压柜进线一侧安装智能电表，可以实时监测所需信息。没有安装智能电表的通信枢纽局就采用传统的仪表测试的手段进行测量，目前应用较为广泛的是Fluke系列电能质量分析仪来检查配电系统。对于各级低压配电系统输入端，理论上谐波电压畸变率超过5%或者谐波电流有效值超过15%，必须对其进行谐波治理或更换电缆，否则降容使用。

三、谐波治理的案例分析

1、电容过热烧毁故障。某局投入运行后，发现低压配电柜上电容过热、导线绝缘层发烫等现象，严重时甚至出现电容烧毁爆炸，形成短路事故，险些酿成枢纽供电瘫痪。另由于电容补偿柜不能正常投入使用，导致供电线路功率因素严重偏低，还被用电管理部门罚款处理。

2、开关电源整流模块故障。某基站开关电源整流模块故障告警，基站退服。到现场检查发现，交流电源电压正常，整流模块部分损坏，部分保护不工作。检查整流模块，发现过压脱离板上一电阻烧坏，紧靠电阻的电容外壳被烧熔。测量交流电压正常，但电压谐波含量很高，高达15%，主要表现在高次谐波中。

四、谐波治理方法

谐波治理的方式通常有2类。一类是对设备进行改造，使其减少甚至尽量不产生谐波。另一类方案则是加装滤波器抑制谐波，其通常又分为无源滤波和有源滤波。

1、无源滤波器。无源滤波器，由滤波电容器、电抗器和电阻适当组合而成的滤波装置，通过在系统中为谐波提供一个并联低阻通路，以起到滤波作用。在低压配电系统上一般采用无源滤波方式进行谐波集中治理。虽然无源滤波器具有结构简单、维护方便等优点，其滤波性能存在较大局限性，不能适应动态变化的负载且无功补偿量不能实现无级调节等。同时无源滤波中的L、C元件在系统外特性发生变化时极易发生谐振。因此适应不了高电能质量要求的场合。

2、有源滤波器。与无源滤波器相比，它具有高度可控制和快速响应特性，并且能跟踪补偿各次谐波、自动产生所需变化的无功功率，其特性不受系统阻抗的影响，无谐波放大危险，相对体积重量较小等突出优点。 较无源滤波装置能更有效彻底地滤除谐波，大型 UPS 及开关电源等设备一般选择加装有源滤波装置的方式进行谐波治理。

结合当代先进谐波治理方案考虑，滤波研究的方向进入无源滤波器与有源滤波器并存的局面。该方案是利用无源滤波滤除低次大谐波电流，用有源滤波滤除多次小谐波电流。混合型有源电力滤波器不仅降低了整体成本，而且滤波效果好，无源和有源共同抑制谐波，具备了两者的技术优势。

五、结束语

通过谐波引起的故障案例分析，我们认识到谐波的危害性以及治理谐波的必要性。通信电源系统的谐波通过治理后，得到有效抑制，消除了供电系统中谐波对通信设备的影响，提高供电可靠性，所以通信系统进行谐波综合治理意义重大。作为通信动力运维人员，我们要深入学习，吸取经验，在维护检查过程中正确操作和处理故障，确保供电系统的稳定运行，努力营建绿色通信电源系统。

参 考 文 献

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