夏润宝
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摘要：在交流电网中有较多非线性电气设备，这些设备在投入运行时，其电压、电流的波形不是完整的正弦波，是畸变的非正弦波，从而产生大量的谐波，而谐波的产生会对电气设备的使用、性能及使用寿命造成直接的影响，进而影响了整个电气系统的运行。因此，有必要对谐波的来源及其危害进行总结和分析，然后采取适当的措施对谐波进行治理，有效提升电气设备的使用效果。
关键词：建筑电气设计；电气设备；谐波；危害治理
一、建筑电气中谐波问题造成的危害
谐波的危害体现在很多方面，如果电网受到了污染，那么将会影响整个电力系统中电气设备，当谐波含量低于国家所划定的标准时，一般不会给整个系统造成较大的危害，但伴随着谐波含量不断的增加，谐波所产生的影响也将逐渐严重，严重超标的谐波，倘若不及时的进行谐波控制，将可能造成严重危害。我们从下面几个方面来分析建筑配电系统谐波问题的危害，首先，它会干扰电气设备的正常运行，一旦电气设备具备自身的接地电流，那么设备与大地之间就存在电压下降的问题，这样一来就会造成设备崩溃等问题。谐波中性线的叠加可能导致金属结构中中性线电流的流入和回流，这将影响到设备并且达到不可控制的阶段，很多时候计算机会出现闪动的情况等，正是因为此原因。在现代建筑中，为了能够满足更多敏感的电子设备的要求，往往线布局是非常复杂的，灵敏度也要求比较高，并需要设计多种不同的器件和微电子曰如果有高次谐波的出现，将会智能系统设备产生影响，将会出现误操作或错误的编码信号，造成设备难以正常的运行或出现噪等。此外，谐波问题也将会导致断路器的遮断能力明显降低。如果电弧电流的畸变电流比零点时大，那么随着时间的不断推移，将导致大于工频正弦电流的问题出现。如果这一过程中电弧电压迅速恢复，可能导致电弧被重燃，进而出现误跳闸的问题。甚至一些时候应该跳闸，但没有及时跳闸。谐波问题还会存下集肤效应的出现，当增加谐波电流的频率时，配电线路以及电力电缆将会出现集肤效应，加大了线损，导致严重的发热情况，这样，一方面会出现接地电路的故障，很有可能会有火灾的情况发生，另一方面加快线路绝缘老化。
二、治理措施
2.1合理安装无源滤波器
无源滤波器的合理安装，能够将周围的谐波电流快速吸收，对谐波起到一定的抑制作用，是一种比较有效的治理措施，可以显著减少谐波对建筑电气设备产生的危害与影响。例如，通过科学安装变频器电源端串联电抗装置，可以避免谐波注入到建筑电力网络中，此项装置具备安装简便、维修方便等特点，针对单个的固定谐波源，能够起到良好的治理效果。为确保无源滤波器安装质量，建筑电气设计人员需要结合此项装置的运行特点，做好设备选型工作，并根据谐波源，做好型号匹配工作。串联在电力线路内部的无源滤波器会对终端设备产生影响，故在实际设计工作当中，设计人员要有针对性地选择。
2.2科学安装有源滤波器
此种类型的滤波器，主要是利用谐波采样装置进行收集，制造出和既有谐波电流幅值相等的电流，该电流和谐波电流相位完全相反，将其注入电力网络当中后，经过有效叠加，使得电力系统内部的谐波电流彻底抵消，对电力系统谐波起到一定的补偿作用，提高谐波治理效果。
有源滤波器具备良好的适应性，能够自动跟踪并补偿电力系统谐波，如果谐波被消除，可以暂停后续的注入，对后续电力网络正常运行不会产生任何的影响，并且不会产生谐振，应用前进广阔。
因为商业办公场所内部的荧光灯，包括建筑家用电器谐波分布范围比较广泛，通常将有源滤波装置安装到变配电室低压母线一侧，可以对该区域的配电系统，实施全方位谐波治理。由于有源滤波器应用范围的逐渐扩大，此种类型的装置补偿量逐渐提升，市场价格逐渐下降，在绿色建筑项目变配电设计中，通过安装此种装置，可以取得较好的谐波治理效果。
2.3优化供电环境
合理选择供电电压等级，尽量保持在三相电流平衡状态，能够显著减少谐波对电力网络正常运行产生的不利影响。因为电力系统的容量比较大，需要较高等级的供电站来供电，谐波占比较高，针对谐波源负荷，设置专业的线路进行供电，能够减小谐波对电力系统负荷产生的影响，确保电力谐波实现集中治理。
2.4调整并联有源滤波器
2.4.1对并联有源滤波器进行优化
通过在建筑电力电子装置交流一侧安装无源滤波器，通过合理利用电抗，避免高次谐波快速流入到电力网络中，提高电力系统的运行效率。因为此种方式具备成本低、效率高的特点，在单体设备中应用较多。但是，无源滤波器在运行期间，也存在缺陷，受系统自身的运行参数影响较大，或者系统的固定参数出现变化，会严重影响无源滤波器的整体运行效率。
通过对并联有源滤波器进行全面优化，能够获得较好的谐波治理成效。此种类型的滤波器具有良好的可控性，同时反应速度比较快，能够快速找到谐波源。通过运用动态检测技术，针对电力线路的非线性负荷谐波电流进行准确检测，并根据谐波电流的大小，向系统中输入与其相位相反的电流，经过叠加之后，将电力系统谐波电流抵消，达到消除谐波的目的。
2.4.2投入混合型滤波器的安装
结合建筑电气设备谐波治理效果得知，投入混合型滤波器的治理效率比较高，主要是将有源滤波器和无源滤波器有效搭配，具备无源滤波器成本低、效率高特点，而且可以全面发挥出有源滤波器控制灵活与动态补偿功能，将这些参数有效配合，能够显著提高建筑电气系统的运行安全性，取得良好的节能效果，使得电力系统运行成本不断下降。
2.4.3谐波保护装置
在建筑电气设备谐波治理过程中，谐波保护装置比较常见，主要是采取单独设计的电路，吸收电力系统各种频率，减少谐波干扰现象的发生，具备良好的可靠性与安全性。针对一些比较重要的电力设备，通过安装谐波保护装置，可以有效消除谐波源，获得良好的净化效果。
2.4.4合理选择滤波器
按照补偿谐波电流容量分级，并联有源滤波装置的电流容量在25~300A之间，通常来讲，民用建筑电气设计当中所采用的电流容量为100A。但是，在银行当中，因为UPS装置数量比较多，容量较大，再加上电脑的配置数量过多，谐波量较大，对供电质量提出更高要求，需要配置200~300A有源滤波器装置，方可消除谐波。
三、结束语
综上所述，随着我国建筑行业开始向着绿色的方向发展，谐波治理工作也逐渐受到了更多的重视。在建筑电气系统设计的过程中，设计人员应先明确谐波的产生源，明确谐波对电气设备的危害，并在此基础上通过各种方式对谐波进行效治理，降低其对电气系统的危害，包括各种滤波器的使用、供电环境的改善、无功补偿装置的加装等，有效对谐波进行治理，为建筑电气系统的正常运行及电气设备的稳定运行奠定良好的基础。
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