智能建筑產(chǎn)業(yè)是隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而誕生，且迅速發(fā)展起來(lái)的。隨著建筑智能化水平的提高，一方面確實(shí)給人們帶來(lái)了很大的便利，但也因此加大了諧波的存在，從而對(duì)智能建筑中的用電設(shè)備和系統(tǒng)等造成了極大的危害，那么諧波是什么？

    從嚴(yán)格的意義來(lái)講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對(duì)周期性的非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。這時(shí)“諧波”這個(gè)詞的的意義已經(jīng)變得與原意有些不符。正是因?yàn)閺V義的諧波概念，才有了“分?jǐn)?shù)諧波”、“間諧波”、“次諧波”等等說(shuō)法。
 
智能建筑中的諧波主要來(lái)自于哪兒？

    智能建筑中諧波主要來(lái)自于大量非線性負(fù)荷形成的諧波源，比如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、開關(guān)電源、電子式熒光整流器等導(dǎo)致配電系統(tǒng)的電壓、電流發(fā)生畸變，進(jìn)而產(chǎn)生諧波，除此之外，公用電網(wǎng)本身就有諧波含量，以及配電變壓器產(chǎn)生的諧波等都能進(jìn)入智能建筑中。
 
諧波會(huì)給智能建筑帶來(lái)哪些問(wèn)題？
 
    如此惡劣的諧波環(huán)境勢(shì)必會(huì)對(duì)智能建筑中的用電設(shè)備和系統(tǒng)造成巨大的危害，比如容易使電腦死機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕的頻閃、燈光頻閃，甚至是直接影響測(cè)試設(shè)備，導(dǎo)致控制裝置死機(jī)。

    由于智能建筑中線纜密布，設(shè)備繁多，微電子裝備復(fù)雜等，又加上它們自身的防護(hù)能力比較弱，一旦受到高次諧波影響的話，就會(huì)使智能化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生誤碼、錯(cuò)碼、誤動(dòng)作，使信號(hào)系統(tǒng)受到污染、產(chǎn)生噪聲，甚至連通話質(zhì)量都不能保證。
 
    在諧波電壓作用下，電容器會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗，加快絕緣介質(zhì)的老化。更為嚴(yán)重的是，大量諧波電流很可能引發(fā)電容器和系統(tǒng)其他元件之間的并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，造成電容器超載而損壞。
 
    除此之外，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額外損耗、電力電纜和配電線路集膚效應(yīng)的出現(xiàn)也都是諧波惹的禍。但如果對(duì)智能建筑配電回路的諧波進(jìn)行治理的話，稍有不當(dāng)就會(huì)使斷路器遮斷能力降低，而且還會(huì)導(dǎo)致斷路器損壞。

常見的抑制諧波的方法有哪些？

    為解決電力電子裝置和其他諧波的諧波污染問(wèn)題，基本思路有兩個(gè)：一是設(shè)計(jì)諧波補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)償諧波,這對(duì)各種諧波源都是適用的;是對(duì)電力電子裝置本身進(jìn)行改造,使其不產(chǎn)生諧波!并且:功率因數(shù)接近為1,這通常適用于中小功率裝置或系統(tǒng)中比較集中的主要諧波源的電力電子裝置。

 (1) 無(wú)源電力濾波器。無(wú)源電力濾波器(Passive Power Filter)是傳統(tǒng)補(bǔ)償無(wú)功和抑制諧波主要手段，是一種用并聯(lián)濾波器濾除諧波典型電路結(jié)構(gòu)，通常是根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能由電力電容器、電抗器和電阻組合而成，它利用電容、電感在諧波頻率時(shí)發(fā)生諧振,提供諧波入地低阻通路，使諧波導(dǎo)入大地脫離電網(wǎng);

 (2)有源電力濾波器。有源電力濾波器(APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波,補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置它能夠?qū)Υ笮∽兓闹C波及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償,所以濾波效果比無(wú)源電力濾波器好得多。歸納起來(lái)APF主要有以下幾個(gè)特點(diǎn): ①實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波及變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償對(duì)象的變化有極快的響應(yīng)；②可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償無(wú)功功率時(shí)不需要儲(chǔ)能元件，且所需要儲(chǔ)能元件容量也不大。同時(shí),補(bǔ)償無(wú)功功率的大小可做到連續(xù)調(diào)節(jié)，即使補(bǔ)償電流過(guò)大，有源電力濾波器也不會(huì)發(fā)生過(guò)載,并能正常發(fā)揮補(bǔ)償作用；③受電網(wǎng)阻抗的影響不大,不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振，能跟蹤電網(wǎng)頻率的變化,故補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響;④既可對(duì)一個(gè)諧波和無(wú)功源單獨(dú)補(bǔ)償，也可對(duì)多個(gè)諧波和無(wú)功源集中補(bǔ)償。

諧波抑制案例分析

    某大型醫(yī)院由主樓和副樓組成。主樓為門診大樓，地上14層，地下2層。主樓地下1層有車庫(kù)、餐廳，地下2層是CT磁共振。副樓是康復(fù)中心，地上8層。該工程變電所內(nèi)2臺(tái)干式變壓器，1#變壓器主要提供節(jié)能燈、熒光燈、計(jì)算機(jī)等非線性負(fù)載；2#變壓器主要提供UPS及開關(guān)電源燈非線性負(fù)載電源。該工程產(chǎn)生諧波主要設(shè)備如表1所示，1# 2#變壓器各次諧波測(cè)量值及諧波畸變率如表2所示。表2中的諧波畸變率可根據(jù)諧波成分和基波成分大小計(jì)算出來(lái),具體計(jì)算方法文章中不細(xì)說(shuō)了。該工程采用有源濾波器進(jìn)行諧波抑制，共用4臺(tái)有源濾波器,具體安裝在變電所的墻面上，根據(jù)示波器波形可以看出諧波抑制效果較好。