摘要：随着社会进步和经济发展，我国建筑电气领域得到了很大的发展。建筑电气领域的巨大发展很大程度上促进了我国的社会进步。然而，在当今的建筑电气领域中，电源谐波一直是被专业人士研究的重要问题。所以，有效治理建筑电气设计中的电源谐波问题对建筑电气领域的发展具有重要意义。基于此，本文首先简要分析了电源谐波的产生，接着分析了电源谐波的危害，最后从五个方面分析了电源谐波问题的治理措施，以此来供相关人士参考。
关键词：建筑电气设计；电源谐波；治理措施
引言：
现代社会中，智能建筑层出不穷。建筑电气系统中的设备也发展成为了现代自动化设备，现在自动化设备越来越多，导致了电源谐波的污染，出现了更多会产生谐波污染的用电，导致用电负荷加重。我国虽然对电源谐波问题有一定的研究，但是由于建筑电气领域的飞速发展，电源谐波问题也日益严重。所以更要加强对电源谐波问题的研究，保证供电质量和用电环境。
一、谐波的产生
电力电子设备，气体放电类光源、家用电气设备在使用的过程中，都是谐波源，如整流晶闸管设备，变频设备，气体放电灯这种在非线性状态下运行的设备同样也是谐波源，家用电器设备由于不平衡电流的变化也能使电源波形发生改变，计算机、电视机、温控炊具、调光灯具等，因其具有一定的调压整流功能也会产生高次的奇次谐波成分。随着人们对建筑要求的提高，建筑中越来越广泛地应用电力电子设备，在很大程度上增加了谐波的来源，建筑中可检测的谐波源数不胜数。因此对电源谐波问题的治理，不仅有利于调控建筑中存在的谐波，而且还能提升建筑中的用电环境，提高供电的可靠性。
二、建筑电气设计中电源谐波问题的危害
（一）变压器损耗
建筑中的电源谐波有一个定额,一旦超过了这个定额，会造成建筑内电器的电能损耗，随着时间推移，会导致绝缘体过热并且加快电器老化过程，严重时还会导致设备失灵。谐波电流一旦通过变压器，会导致变压器内绕组，并且会给变压器内的铁芯和箱体增加电能损耗。在这个损耗中，绕组的损耗导致变压器内外部器件发热，最终造成变压器局部过热，形成威胁。此外，受电源谐波的影响，变压器内铁损、铜损和漏磁损耗也增加，容易导致变压器过热。变压器发热，变压器内外壳都会发热，导致变压器使用容量降低。变压器发热越严重，实际使用容量就越少，如果变压器温度过高，不光会在使用中产生大量噪音，而且会对变压器造成严重损害，降低供电可靠性。
（二）电路损耗
在低压供电系统中也有谐波的定额，超过这个定额，会使得中性线电流过大，出现电位差的现象，并且这种现象在3的整倍数电源谐波电路中最为常见。线路中的电位差回到这线路中的三相电压不平衡，使得两相电压提高，进而损坏电路的负载。谐波还会导致断路器能力下降，当电弧电流的即便电流大于零点时，随着时间推移，畸变电流会大于工频正弦电流，在这一过程中如果电弧电压迅速恢复，会导致误跳闸的问题，甚至会出现没有及时跳闸的情况，导致设备严重发热。
（三）转电机损耗
转电机受到谐波的影响，产生转矩、噪音、振动和附加损耗，与其他设备发生共振，损坏设备。谐波电压不同，电机结构和型号不同，都会对设备造成不同程度的危害。电动机设备被电源谐波所影响，导致内部损耗增加，受到干扰不能正常启动，运行的效率极大地降低了。电动机中的谐波过量，会对电动机造成很大的损伤，同时电源谐波会导致电动机过热，阻碍电动机正常运行。
（四）电网损耗
电源谐波的电压会对容器额外功率造成损耗，容抗和谐波频率成反比关系，电源谐波频率越大，容抗就会越少，形成的电流会加快绝缘老化的速度，绝缘老化导致故障频发。受电源谐波影响，电网也会与电容器之间出现谐振，如果电网系统与各个系统参数不能紧密配合，就会引起更严重的电流事故和过电压事故，对电网设备造成二次损伤。受到电源谐波的影响，电容器的寿命也会大大降低，此外电容器的阻抗能力受电源谐波的影响会变得越来越低，从而导致更严重的事故。
电源谐波对电网中的开关设备也有很大的损伤。电网长时间受电源谐波的影响，开断能力会大幅度降低，延长开断的时间，从而延长切断故障电流的时间，延长了事故时间，很大程度上降低了电网开关设备的工作效率。电网系统中的自动控制装置和继电保护装置也会不同程度的受到谐波影响，导致出现大面积地区的停电事故。
（五）设备损坏
在现代建筑中，为了满足敏感电子设备，提高灵敏度，线路布局往往会很复杂，并且需要很多的器件和微电子，如果高次谐波出现，会影响智能系统，编码信号也会出现错误。此外，如果建筑内的电气设备具有自身的接地电流，设备与大地之间就会出现电压下降的问题，谐波中性线不断叠加导致电流的流入和回流，计算机在使用过程中出现闪动情况也是由此造成的。
三、建筑电气设计中电源谐波问题的治理措施
（一）使用D，yn配电变压器
基于电源谐波对变压器造成了严重损耗，可以采用D，yn配电变压器。D，yn配电变压器可以有效对电源谐波进行治理，配电变压器中的3n次电力能够在自身形成环流状态，切断电流对公共电网的影响。D，yn变压器的治理谐波效果优于Y，yn型，固有的阻碍3n次电流上传的特性很好地对公共电网做出了补充。因此，在低压系统中，D，yn变压器使用较为广泛，并且取得了良好的电源谐波治理效果。
（二）装设电源谐波过滤器
针对现代建筑中电源谐波的危害，现代建筑中经常使用LC滤波器也称无源滤波器进对电源谐波进行治理。LC滤波器通常是由滤波电容、电抗器和电阻组成的，能够很好的对电源谐波起到过滤的作用。谐波保护器采用的是能量吸收的方法，通过磁性方法吸收电源谐波的能量，进而减少电源谐波对电网的影响，减轻损害。PHD是常用的谐波保护器，PHD是由多种新型材料组成，能够有效消除谐波，并且对各种频率的谐波进行吸收，通过干扰谐波的方法来消除噪音和吸收电源谐波。在治理过程中，还可以将LC滤波器和谐波电源共同使用，不仅能够过滤谐波，还能够起到积极的补偿作用。此外，由于这种并联使用的方式价格低廉，在现代建筑体系中得到了广泛的应用。
（三）采用高功率因数整流器
高功率因数整流器是传统电力系统中整流装置的升级，可以使电压电流同向，降低电源谐波。电力系统中的整流装置具有多重化的特点和矩阵式的电路，可以采用串联的方式，将多个桥式电路联结，从而减少电源谐波，保障电流和电压同向。
（四）采用混合型滤波器
在现代建筑治理电源谐波的过程中，还可以采用混合型滤波器。混合型滤波器是一个混合的滤波器组合，融合无源滤波器和有源滤波器。混合型滤波器运用各个滤波器的不同优势，共同协作，虽然有源滤波器功率容量较小，但经济性能较好，能够有效降低系统运作成本。
（五）采用HTHF无缘谐波滤波器
HTHF无缘谐波滤波器是一种新型的滤波装置，通过降低电源谐波导致的电流畸变率，从而降低电源谐波的危害。HTHF无缘谐波滤波器可以使畸变率降低到10%一下，最低能达到5%以下。HTHF无缘谐波滤波器是一种从根本上治理电源谐波问题的设备级机器，不生产其他副作用和不良影响，这种新型的滤波器技术成熟，且功率容量较大，能保证正常工作运转，可靠性也较高使用起来也较为简便，所以非常受欢迎。在选择HTHF无缘谐波过滤器时，只需要了解该设备的功率和电压，选择合适的滤波器进行安装，并且在安装时也不需要调试，安装完毕即可使用，十分的便利，节省了调试和维护机器的各项人力物力，是治理电源谐波的良好选择。
四、结束语
建筑强电系统设计和建筑弱电系统设计是建筑电气设计的两个重要方面。不管是建筑强电系统设计还是弱电系统设计，都会不可避免地造成电源谐波问题。与此同时，电网中也存在很多的非线性负载谐波源，，包括电网中的变电器自身就有谐波含量，这些谐波都会对电网和电气产生严重危害。因此，要想减少电源谐波的危害，提高供电质量，就必须从根本上上解决电源谐波的问题。通过安装能够良好消除电源谐波的滤波器和稳定电路的变压器，来多方位治理建筑电气设计中的电源谐波问题。
参考文献：
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