【领步课堂】——数据中心谐波治理

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2017-01-05分享加入收藏关注：-

           一、什么是数据中心？   
           提到数据中心，相信有人会有疑问，数据中心是什么？数据中心是干什么用的？下面简单介绍一下“数据中心”是何方神圣。
           数据中心：是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。
           随着时代的进步，信息化无处不在，涉及我们生活、工作、学习等方方面面，而作为信息化的核心部分——数据中心也就变得至关重要。数据中心即数据集中存储的地方。数据中心能够存储大量的信息，一个数据中心的主要目的是运行应用来处理商业和运作的组织的数据。这样的系统属于并由组织内部开发，或者从企业软件供应商那里买。像通用应用有ERP和CRM系统。数据中心也常常用于非工作站点的备份。公司也许预定被数据中心提供的服务。这常常联合备份磁带使用。备份能够将服务器本地的东西放在磁带上，然而，磁带存放场所也易受火灾和洪水的安全威胁。较大的公司也许发送他们的备份到非工作场所。这个通过回投而能够被数据中心完成。加密的备份能够通过Internet发送到另一个数据中心，安全保存起来。为了灾难恢复。
           数据中心的地位至关重要，因此数据中心一旦出现问题，后果可想而知。
           然而数据中心和谐波又有什么关系呢？这要从谐波问题说起了。
           二、谐波产生原因
          谐波的产生原因是由于非线性负载的投入运行，导致其电压、电流波形为不同程度的非正弦波，根据傅里叶级数分析，分解成基波分量和具有基波分量整数倍的谐波分量。所谓非线性负载包括荧光灯、变频器、整流设备、电弧炉、矿热炉、LED、UPS等。那么问题就出在这里，数据中心中应用大量UPS，而UPS就是重要的谐波源。因此，数据中心同样会面临谐波干扰，产生一系列问题。    

           三、谐波的危害
           谐波是一种人们看不到、嗅不到、摸不着的污染，但是它的危害是十分严重的，主要表现在：
           1、增加线损，减少设备使用寿命。
           2、导致继电保护误动作。
           3、影响电动机效率和正常运行，缩短电动机寿命。
           4、增加变压器和线路损耗。
           5、影响和干扰测量控制仪器、通讯系统工作。
           6、三次谐波导致中性线电流过大，引起电缆发热甚至火灾。
           四、国家标准
          表示波形畸变程度的总谐波畸变率，是周期性电气量中的谐波含量与其基波分量有效值之比，用百分数表示。《GB50174-2008电子信息系统机房设计规范》中规定不间断电源系统输入点THDI含量小于15%。
          电流、电压总谐波畸变率的计算以及相关《GB/T 14549-1993电能质量公用电网谐波》对公共电网谐波电压(相电压)限值如下图：

          五、解决措施

          减小谐波影响应对谐波源本身或在附近采取适当的措施，通常情况下，采用加装滤波器的方式治理谐波。滤波器一般分为无源滤波器和有源滤波器。
         无源滤波器主要由无源元件R、L、C组成，利用元件的谐振特性，对某一特定频率形成一个低阻通道，让谐波成分通过滤波系统分流出去。有源滤波器由集成运放和无源元件组成，它产生一个与系统谐波幅值相同、方向相反的谐波，去抵消系统中的谐波。
          有源滤波器，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。

           LBAPF有源滤波器具有滤除2～25次各次谐波功能,它能够有效解决传统有源滤波器存在元件多、体积大、调试复杂、设计繁琐和滤波特性不好等缺点。能够同时满足低通、高通、带通、带阻等多种滤波形式,具有较高的性价比、实用价值和滤波效果。

          通过上述分析可以看到，谐波危害巨大，甚至会带来严重的事故，国家标准对注入电网的电压、电流谐波含量也有严格要求，采用有源、无源滤波器滤除谐波，具有简单有效的突出优点，合理选择滤波器，有效治理谐波，具有重要的意义。

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