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谐波保护器在智能建筑中的应用
发布时间:2018-11-02   点击次数:35次

吴小函
安科瑞电气股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘 要:社会经济和科技的发展推动着控制技术、通信技术、计算机技术的不断进步,在智能建筑中开始广泛应用变频空调、监控系统、消防系统数字办公设备、通信设备、计算机等。与此同时这些设备和装置的应用也产生了相应的副产品谐波,威胁了智能建筑系统和用户,使得相应设备的安全正常运行受到影响。为了满足社会生活发展需要一种能够对各种频率和各种能量的谐波干扰进行吸收并自动消除用电设备产生的随机电涌、脉冲尖峰、高频噪声、高次谐波的装置——谐波保护器应运而生。当前在智能建筑电力环境中谐波保护器被广泛应用,为用电设备的有效运行提供了重要保障。 
关键词:智能建筑;高次谐波;谐波保护器

    一、谐波保护器基本原理
    谐波保护器是一种用于滤除高次谐波、保护精密仪器设备的新型保护装置,采用超微晶合金材料与创新的特别电路。它主要由电压箝位、低通滤波器以及吸收器组成,不但可以抑制和吸收用户用电设备产生的随机高次谐波和高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰,而且能随时跟踪电压波形,瞬时滤除电源中的尖峰、浪涌、杂波,矫正因谐波影响而产生的高次谐波,从源头消除谐波污染,为用电设备提供保护功能。 
    谐波保护器的基本原理如图1所示(以三相为例):以电压箝位实时监测电压的变化,使用低通滤波器滤除高次谐波,再运用吸收器吸收高次谐波的滤波设备。

图1 谐波保护器原理

    二、谐波保护器的功能
    第一,自动保护用电设备。在电路中并联谐波保护器能够实现具有破坏性的尖峰瞬变、浪涌、高频噪声、高次谐。它的有效消除,进而促进用电设备的安全稳定运行和提升用电设备的使用寿命。
    第二,净化电源。谐波保护器的抑制和消除谐波能力显著,在并联谐波保护器的电路中99%因各种谐波引起的电压、电流的畸变都可以得到消除,同时谐波引发的计算机屏幕频闪、负载变化、短路、开关引起的灯管频闪都可 以得到避免。
    第三,保护功率因数补偿设备。实际当中并联振回路会在高次谐波频率和杂散的电网电感及功率因数补偿设备的谐波频率的相互的作用下产生,电压和电流波形会在谐振电路引起的谐波放大作用下加剧畸变,进而刚氏设备使用寿命。此外谐波保护器能够对谐波污染进行净 化,为功率因数补偿设备的使用寿命提供保证。
    第四,防止保护装置的无跳闸。断路器会因谐波电流的音响而发生断路器误跳闸,或者拒跳闸,而在电路中并联谐波保护器能够有效消除谐波电流,进而有效避免断路器发生误跳闸或者拒跳闸问题引。
    谐波保护电器有从源头上消除谐波污染的作用,进而为用电设备的正常运行提供保障。在电力设备电路中并联谐波保护器,不仅能够对电力系统中的电流状态进行连续监测,还能够对电路中的高次谐波进行吸收和阻隔,进而避免其他设备受到设备本身产生的谐波的干扰。
   
    三、谐波保护器在智能建筑的应用 
    智能建筑中广泛使用高灵敏度的现代化用电设备和装备,高次谐波易导致这些电子系统运行错误乃至损坏,影响智能建筑供电系统安全性和稳定性。   
    谐波保护器是智能建筑供电高效、安全运行的重要保障, 技术人员只需将其接入到电路中,设备中产生的高次谐波就会被其吸收,设备的故障率随之降低,进而提供安全保障。同时谐波保护器本身并不耗电,设备在谐波保护器器的作用下使用寿命会有所提高,同时设备维修和维护成本也能得到降低。所以谐波保护器在智能建筑中的应用及其必要。
    安科瑞ANHPD系列谐波保护器为智能建筑行业供电系统出力,避免其高次谐波干扰,已在众多项目中得到运用,以下为我司ANHPD对于高次谐波的治理效果展示,对于高次谐波抑制有非常显著的效果。
    (1)50Hz工频电源迭加2KHz干扰信号

谐波保护器接入前


谐波保护器接入后

    (2)50Hz工频电源迭加10KHz干扰信号

谐波保护器接入前

谐波保护器接入后

    (3)50Hz工频电源迭加100KHz干扰信号

谐波保护器接入前


谐波保护器接入后

    (4)50Hz工频电源迭加1MKHz干扰信号

谐波保护器接入前

谐波保护器接入后

    四、安科瑞谐波保护器介绍
    4.1主要技术参数

表1 ANHPD技术参数

额定电压/额定频率

AC 380V(三相) AC 220V (单相)/ 50Hz±15%

最大脉冲电流值

6.5kA

滤波性能

吸收频率

3kHz~10MHz

泄漏电流

≤1.2mA

安装方式

35mm导轨安装

安装尺寸

126*105*80(长*深*高)

抗浪涌电流

对于300V的脉冲电压,脉冲电流不超过1000A

电路连接方式

星型(三相) 并联(单相)

绝缘电阻

>100MΩ

耐压

导电部分与外壳间承受2000VAC,时间1min,无击穿和闪络现象

电源

功率

小于1.0w

温升

小于40K

电磁兼容性测试

震荡波抗扰度

IEC60225-22 4级

静电放电抗扰度

射频电磁辐射抗扰度

电快速瞬变脉冲群抗扰度

外部接口

端子

耐高温100℃

外壳类型

阻燃塑料

维护方式

免维护

使用寿命

15年以上

接线方式

接线孔连接

重量

约1.0kg

外部环境

工作温度

-25℃-70℃

存贮温度

-40℃-80℃

相对湿度

﹤95%(在15℃~25℃间)

大气压力

52-110kPa

工作环境

无爆炸无腐蚀性气体导电尘埃,无剧烈振动,无冲击源,海拔1500m以下

 

    4.2功能特点
    采用超微晶体的特殊电路;
    吸收3KHz~30MHz频率各种能量的谐波干扰,消除高次谐波、高频噪声、脉冲尖峰、浪涌等干扰,矫正电压、电流波形;
    减少了用电设备的故障率和机器误操作,全面克服了由于高频谐波污染引起的干扰,保障了设备的安全运行;
    设备本身几乎不耗电,具有超高的经济性;
    结构设计合理,接线简单,安装方便。

    五、结语 
    高精尖是未来用电设备发展的必然趋势,相应的怎样避免受这些设备产生的谐波的干扰成为科技人员面对的重要课题。谐波保护器对于当前的高科技、高灵敏度设备产生的谐波具有有效地吸收和阻隔作用。因此在未来一段时间内在建筑电气系统中运用谐波保护器将会是必然的趋势,相关人员应当从谐波保护器的作用原理和电气设备实际情况出发,科学合理的运用谐波保护器保护用电设备。

【参考文献】 
【1】王小云,试论现代建筑电气设计中的谐波抑制【J】商业文化月刊,2011(7):179
【2】郑国兴,谐波保护器及其在智能建筑中的应用【J】电器与能效管理技术,2007(20):55-58
【3】徐朝阳,二甲以上医院中谐波保护器的应用【J】科技风,2015(17):250-250

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