建筑电气谐波检测方法研究

陈海

摘要：由于当今社会的快速发展，建筑电气工程也取得了快速的进步，因此系统中使用的电子元件的技术性能也逐渐提高。由于离散系统负载在建筑电气中的应用日益频繁，谐波含量也逐渐增加。建筑电气产品产生的谐波构成了各种电气设备结构，最终产生的谐波可能会造成严重的环境污染。本文简要介绍了谐波的基本知识，探讨了建筑电气谐波检测方法，并利用谐波检测方法建立了仿真模型，最终结果表明，该方法对建筑电气谐波检测有很好的效果。

关键词：建筑电气；谐波检测；方法分析

1建筑电气谐波问题分析

1.1建筑电气谐波源和危害

当今建筑电气设备中离散系统电气设备的关键是将电子设备作为重要的设备模型，主要包括直流变换器设备、双晶体管可控设备、脉宽调制变频器等相关电气产品。就单边电力工程的整流器和线路的总体负荷而言，它还包括大量的计算机设备、屏幕显示器、灯泡、空调和其他相关电气设备，这些设备在运行过程中被建筑物中的每个人使用。计算机整体负载中谐波电流产生的谐波更为明显。经过各方面的评估和分析，我们可以获得办公楼单边负载的谐波电流，其主要由三次、五次、七次和九次谐波类型主导；同时，电子计算机中的负载谐波电流量相对较大。在不同品牌和类型的配电设备上，其中形成的谐波电流大小也相对不同。当多台计算机的负载谐波相互切断后，其中谐波的失真率将显著降低；建筑空间中节能灯管的谐波设计保持在30%左右，电梯、自动扶梯和空调水平产生的负载和谐波电流大多保持在20%左右。此外，电气设备中的谐波含量也会随着线路工作状态的变化而变化。

1.2建筑电气变压器的侧谐波分析

在一些民用建筑中，在使用变压器的过程中，经常会出现以下问题：①由于使用单边电流负载，谐波电流的简单叠加导致细线中的零线电流负载过大，从而导致变压器内部温度升高，进而造成严重的安全隐患；②一般情况下，线路运行时单线的负载功率因数比较高，经常会出现功率过大等问题；③单向电力负载，如计算机和电梯，在运行和停止阶段具有普遍的不可预测性，并且在实际使用过程中产生的谐波总量相对较大。线路负载中产生的谐波变化也是相对随机的，也会受到季节变化的影响。

2建筑谐波的检测方法研究

2.1谐波处理的主要方式

现阶段，在处理工程电网谐波问题的方法中，有两种更有效的方法：①改变配电线路的整体负荷和运行模式，有效减少负荷谐波引起的电流大小，确保三个变压器系统中单侧负荷的安全运行，增加三种负载电流的单脉冲频率，通过各种处理方法减小配电线路中谐波电流的大小；②在使用滤波器装置的过程中，由谐波电流提供的电源系统的电流分支有效地降低了引入电网的电流的效率。在滤波器工作期间，它还包括有源滤波器和数字功率放大器滤波器两种不同的工作模式。此外，它在数字功放滤波器的具体使用体验上更为出色，根据不同的线路运行模式和线路运行的合理性，不使用有源滤波器的设计效果更好，但对线路运行的稳定性和经济效益更为有益。对于一些从规划角度来看相对成熟的电气项目，第二种方法相对正确和方便。同时，在不同的节点上形成了不同类型的结构特征和模式，可以充分显示有源电力滤波器在建筑施工中的优势。

2.2调谐LC滤波器

在对LC滤波器的使用过程当中，可以选择单向系统或者是三相系统，对其中存在的三相四线制的系统模式，对谐波问题进行有效的处理，这种方式下有着非常广泛的使用。在LC滤波器的设备运行过程当中，所使用的是单调谐波的工作方式，并且在工作过程中对单调滤波器的连接方式设定为并联的方式，为了最大程度上提升滤波器的整体工作效果，在负载电流上使用谐波处理器，对其中常用的线路连接方式进行使用，同时在线路系统安装电力阻抗器，并且将地理阻抗器和滤波器之间进行并列组合，通过这种方式来实现最佳的谐波抑制效果。在单调滤波器中，主要是针对R.L、C电路实施串联之后，形成了和谐共振的原理，这种设备在实际工作过程当中还具备一定的误工补偿功能。

2.3中线串联型滤波器

①为了合理地处理线性谐波中的电流问题，供电系统三相四线制中的滤波器也可以彼此串联，串联过程中的阻断器和电容器可以并联，并且可以实现三次谐波以上的串联谐振。这样，可以抑制由三次谐波产生的高阻抗控制电路，从而可以实现对线性电路中的三次谐波电流的充分抑制。在办公楼中安装一个串联隔离滤波器也可以显著抑制不稳定电力负载下的谐波；②串联型阻断器在配电过程中会引起相电压的显著偏差，并增强配电线路的整体特性阻抗。在电容滤波器的整流管上，工作电压漂移可保持在30～40V。如果分馏桥整体上有串联电抗器，即零线漂移环节会随着电流的增加而扩大，严重影响负载端的工作电压；③串联阻断器对中线的零序谐波电流有相对明显的抑制作用，但与相线上的5次和7次谐波电流相比，串联阻断器具有一定的增加作用。根据实验分析，安装滤波器后，在5次和7次谐波电流中，它主要从23.8%和8%上升到44%和21%。

2.4仿真法谐波检测

在理想化的标准三相电网中，每个直流电压的数值大小需要确保220V的工作频率为50Hz，连接到离散系统负载后的电流波形如图1所示。谐波检查后的电流数据信号如图2所示。

图1负载侧的电流波形

图2谐波检测后的电流波形

当离散系统负载连接到设备时，负载电流量波形成相对严重的变化。根据图2中的电流波形分析，可以根据谐波检测方法有效地检测谐波电流量，这验证了谐波检测方法的有效性，并且可以在三次电流变化的情况下准确地检测负载中谐波电流的大小。

3结论

通过本文对建筑电气谐波检测方法的解释和讨论，我们可以梳理出建筑电气谐波的问题。在有效讨论工程建筑物负荷和分类的基础上，重点是总结建筑物电气谐波的处理方法。根据LC自动调谐滤波器和串联屏障滤波器的有效应用，总结了不同负载谐波的处理方法，对国内建筑和电力工程市场的发展具有重要意义。

参考文献

[1]赵珊.建筑电气谐波检测与分析方法研究[D].吉林建筑工程学院,2012,5.

[2]高倩.电力系统谐波检测与抑制方法的研究[D].辽宁工业大学,2016,3.