數(shù)據(jù)中心

. 數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)諧波現(xiàn)狀  

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為了滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行需要，數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)中的UPS使用容量在大幅上升。據(jù)調(diào)查，數(shù)據(jù)中心低壓配電系統(tǒng)主要的諧波源設(shè)備為UPS 、開(kāi)關(guān)電源、變頻空調(diào)、計(jì)算機(jī)及服務(wù)器等。不同廠家的設(shè)備產(chǎn)生諧波電流含量有較大的差異，但普遍都偏高，THDi(電流總諧波畸變率) 甚至超過(guò)了50% 。5次、7次、11次諧波嚴(yán)重，有時(shí)也含有較大份量的3次諧波。并且這些諧波源設(shè)備的位移功率因數(shù)極高。 

數(shù)據(jù)中心主要負(fù)載的諧波特性如下： 

●UPS電源，單機(jī)容量大，大部分為6脈波的UPS不間斷電源設(shè)備（3次、

5次、7次等) 

●開(kāi)關(guān)電源，主要用于計(jì)算機(jī)等辦公設(shè)備供電電源，數(shù)量多（3次、5次、7次等） 

●變頻空調(diào)、電梯等，變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備為主要諧波源（5次、7次等） 

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. 數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)諧波的危害     

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  數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)中的諧波會(huì)對(duì)用電設(shè)備和配電設(shè)備造成不利的影響，主要的影響有如下幾點(diǎn)： 

(1)干擾通信和數(shù)據(jù)傳輸： 

  諧波會(huì)對(duì)附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，引進(jìn)噪聲，降低通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)丟失信息，使通信系統(tǒng)無(wú)法正常工作，同時(shí)影響電子設(shè)備工作精度 而UPS等整流設(shè)備在整流充電過(guò)程中所產(chǎn)生的諧波還會(huì)影響到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中來(lái)，造成網(wǎng)絡(luò)停機(jī) 

出錯(cuò) 

(2)諧波諧振造成設(shè)備損壞或開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作： 

   正常情況下，電力系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)使得電路諧振頻率遠(yuǎn)離基波頻率，但是如果電路中出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，就會(huì)造成嚴(yán)重的后果 如果電路中出現(xiàn)了串聯(lián)諧振，線路中的阻抗就會(huì)突然降低，線路電流接近于短路電流，這會(huì)造成線纜過(guò)熱燒壞，進(jìn)而出現(xiàn)系統(tǒng)短路 開(kāi)關(guān)跳閘等電力故障；而出現(xiàn)并聯(lián)諧振，會(huì)表現(xiàn)為線路阻抗突然增大，所以系統(tǒng)的諧波電壓被放大，這將造成線路電纜、配電開(kāi)關(guān)、補(bǔ)償電容等用電設(shè)備的絕緣被高壓擊穿，系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的短路故障 

(3)增大變壓器的負(fù)荷容量： 

   變壓器會(huì)由于過(guò)大的諧波電流而產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗，這些均會(huì)引起變壓器鐵芯溫升過(guò)快，而造成設(shè)備工作效率降低；同時(shí)還會(huì)使絕緣損壞，甚至?xí)斐稍O(shè)備短路故障為了抑制溫升(對(duì)于變壓器而言，溫升每升高8 ，壽命將減少50%)，變壓器需降容使用； 

(4)破壞繼保裝置的正常動(dòng)作： 

   諧波電流會(huì)引起繼保裝置的發(fā)熱量增加，這將造成熱磁型斷路器和熱磁型繼電器額定脫扣電流降低，電磁型斷路器則由于渦流影響而脫扣困難 

(5)加速電纜老化，縮短使用壽命： 

   由于諧波電流，線纜中的實(shí)際電流有效值將大于基波電流；同時(shí)由于集膚效應(yīng)，增加了導(dǎo)線的諧波電阻，增加了線路損耗，降低線路的傳輸能力，還可引起浸漬絕緣局部放電，加速電纜老化，縮短其使用壽命 

(6)引起電容器過(guò)載發(fā)熱，增多擊穿事故： 

   電容器的阻抗特性一方面與自身的容量有關(guān)，另一方面還與電源的工作頻率成反比，這使電容器非常容易吸收諧波電流而引起過(guò)載發(fā)熱，絕緣介質(zhì)加速老化，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)被擊穿甚至發(fā)生爆炸。此外，諧波電流還會(huì)降低發(fā)電機(jī)組的輸出容量造成電度表等計(jì)量設(shè)備計(jì)量混亂，影響配電系統(tǒng)可靠運(yùn)行，浪費(fèi)電能，降低用電效率等問(wèn)題 

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. 數(shù)據(jù)中心諧波治理現(xiàn)狀 

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   在消除或抑制諧波危害方面，大型數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)以往只是采取一些防范措施， 如根據(jù)負(fù)載確定電力變壓器額定容量時(shí)，考慮諧波畸變而留有裕量；為易受干擾設(shè)備加裝線路濾波器等，無(wú)法從根本上消除諧波危害。 

   還有兩種方法為采取無(wú)源濾波器或有源濾波器進(jìn)行諧波治理，無(wú)緣濾波器是由濾波電容器 電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成的濾波裝置，與諧波源并聯(lián)，除起濾波作用外，還兼顧無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?，主要缺點(diǎn)是補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過(guò)載甚至燒毀。此外，它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波，補(bǔ)償效果也不甚理想。 

   有源濾波器是指由電力電子器件構(gòu)成的諧波補(bǔ)償設(shè)備，它的基本工作原理是：檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電壓和電流，經(jīng)指令電流運(yùn)算電路計(jì)算得出補(bǔ)償電流的指令信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)補(bǔ)償電流發(fā)生電路放大，得出補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流與負(fù)載電流中要補(bǔ)償?shù)闹C波及無(wú)功等電流抵消，最終得到期望的電源電流。有源濾波器具有濾波效果好，濾波效果不受系統(tǒng)阻抗的影響，并可以抑制系統(tǒng)中的串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振等優(yōu)點(diǎn)。

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. 解決方案

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LDAPF系列有源濾波器 

LDAPF系列有源電力濾波器是一種真正有效的諧波治理解決方案，采用*********的有源諧波補(bǔ)償技術(shù)，動(dòng)態(tài)消除電網(wǎng)諧波。LDAPF實(shí)時(shí)檢測(cè)非線性負(fù)載產(chǎn)生的電流波形，分離出諧波部分，再通過(guò)IGBT逆變電路輸出等同反向的諧波電流，以抵消負(fù)載諧波，確保從電網(wǎng)吸取的電流為正弦波，實(shí)現(xiàn)諧波濾除功能。 此外，LDAPF還能提供超前或滯后的無(wú)功電流，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。