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数据中心项目中大量使用UPS、开关电源及变频设备等非线性设备,这些设备在工作过程中产生大量谐波电流,会给数据中心的配电系统造成严重的谐波污染,谐波含量过高不仅影响数据中心的配电系统安全运行,而且会引起数据中心设备的不稳定,甚至造成设备故障。不同厂家的设备产生谐波电流含量有较大的差异,但普遍都偏高,THDI(电流总谐波畸变率)甚至超过了50%。5次、7次、11次谐波严重,有时也含有较大份量的3次谐波,并且这些谐波源设备的位移功率因数极高。
数据中心行业属于对电能质量要求极高的行业,必须保证配电系统和用电设备安全可靠运行,一旦发生电气事故造成停电或设备故障造成停机,导致的经济损失和社会负面影响很难估量。
谐波电流是由非线性负载引起的,谐波电压是谐波电流的阻抗在配电系统上产生的电压降。数据中心的主要谐波源为UPS、开关电源及变频等非线性设备。这些换流设备利用整流元件的导通、截止特性来强行接通和切断电流,致使交流电网的电压、电流波形畸变为非正弦波。非正弦波通常是周期性电气分量,依据傅立叶级数分解,可分解成基波分量和基波分量整数倍的谐波分量。谐波的次数越高,振幅越低。在频率恒定情况下,电压和电流均以正弦波波形运行。然而在非线性负载接入系统时,产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。过多的谐波严重影响了供电系统电能质量,并对并网运行的相关设备产生危害,同时谐波通过在供电系统内流动发热,浪费电能,所以非常有必要对数据中心进行谐波分析诊断和治理。
谐波对配电系统的危害
数据中心内大部分电源均为有电子开关构成的非线性特性的设备,使得配电系统的谐波污染非常严重,主要存在以下危害:
1、对通信线路的影响
使通信线路产生噪声,甚至造成故障。
延伸阅读:如何构建数据中心电能质量监测网络?
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