楼宇配电系统分相无功补偿与谐波抑制技术研究

摘要：通过对智能建筑电力、电子负荷的研究与分析，指出其负荷的主要特征及常见问题的解决办法。
采用传统的单相采样、三相共补的无功集中补偿方式，因三相负荷的不平衡，易导致无功欠补偿或过
补偿。为了避免这个问题，文中给出了无源滤波器与有源电力滤波器相结合的分相无功补偿方式，并
通过计算机仿真结果验证其可行性。

引言
高层建筑楼宇自动化系统(计算机、网络和现代通信系统以及大量电子、电力电子设备)中的大量电气设备需要高质量的电源，但这些设备中相当一部分由于具有非线性负载特性，又成为引发低压供电系统畸变的谐波源。这些谐波源会对供电系统造成严重污染，使电能质量下降，不仅给楼宇中的电气设备、电子设备带来严重的危害，甚至会毁坏整个楼宇智能化系统硬件。
国际上公认的谐波含义为：谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。m_阻标准中定义为：谐波为一周期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。周期为丁=2衫∞的非正弦电压“(∞f)，在满足狄里赫利定律条件下，可分解为如下形式的傅立叶级数6 J：

上式的傅里叶级数中，频率为(1／丁)的分量为基波，频率大于1的整数倍基波的分量称为谐波，通常也称之为高次谐波。
在国标《电能质量公用电网谐波》(GB／T14549—1993)中规定谐波电压(相电压)限值为：电网标称电压0．38l(v电网中各奇次谐波电压含有率为4％。各偶次谐波电压含有率为2％，谐波总电压畸变率为5％；电网标称电压10kV(或6kV)电网中各奇次谐波电压含有率为3．2％。各偶次谐波电压含有率为1．6％，谐波总电压畸变率为4％。按此标准，建议将办公建筑电源系统的总电压谐波畸变率限值定在5％。
l楼字电器负荷特征与谐波分析
建筑楼宇中的单相负荷主要有照明、电器、办公设备、计算机等；三相负荷主要有电梯、水泵、风机、集中空调设备等。
在实际应用中，因水泵、风机等三相设备经常闲置不用，造成单相负荷所占比例过高。单相负荷使用的随机性大，导致了低压配电系统三相负荷严重不平衡，呈现以下特点：
1)单相设备多，其用电负荷占总容量的70％左右，采用单相供电造成三相配电负荷不平衡，中性点偏移，且三相相差不对称。
2)绝大多数用电设备为非线性负荷，一类是含有开关电源的非线性负荷，如uPs(不间断电源)、EPs(应急电源)、个人计算机、办公设备、通讯设备、含电子镇流器的照明灯具、电视机、楼宇智能化设备等。另一类是呈电感性非线性负荷，如含电感镇流器的照明灯具等。

投稿会员：芳华