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摘要：本文以建筑电气设计面临的谐波问题为中心，通过对谐波的来源以及危害进行分析，着重探讨了治理谐波的几点措施。
关键词：建筑电气；谐波；来源；危害；措施
1 谐波问题的来源与危害建筑电气的表现
1.1谐波来源
电力系统运行过程中，周期性的电量超出电流中基波频率的整数倍，而脱离正弦波的状况被称为谐波问题，正弦波是指正常的供电环境下，电流与电压理论上应当具有的健康状态。谐波问题一旦出现，势必会对电力系统造成程度不同的危害，恶劣的谐波甚至于会直接破坏电力系统以及各项用电设备，使系统陷入到崩溃状态，因此，建筑电气的设计人员必须要以谐波的来源为切入点，采取有效措施对其进行治理，以使其得到有效抑制。
而就谐波的具体成因来讲，它的来源主要有两个，即：①公用的电网系统本身便带有一定含量的谐波，而且，其电网中的配变电变压器也会作为谐波源，产生谐波并将其通过公用电网侧传输给其他的配电系统；②电力系统中应用的计算机系统、电子荧光整流器、可控开关电源等设备，会在系统运行的过程中，产生诸多非线性的负荷，使得系统中的电流与电压出现畸变问题，进而成为谐波的源头，不断地制造谐波。
1.2 谐波危害
公用电网中谐波的出现，会使发电以及输电系统工作效率大幅度降低，影响用电设备的正常使用，使设备出现噪音、振动等问题，并诱发串联与并联的谐振，影响电力系统周围的通信系统，使通信质量严重降低。而且，谐波电流大量集中地穿越中线，还会使电路或者变压器的温度瞬间提升，为火灾的发生埋下隐患，谐波问题显然具有极大的危害。本文下面就以建筑电气为例，具体地分析一下该问题危害电气的具体表现：
1.2.1 当前时期，建筑的电气设计逐步趋于智能化，建筑中的线缆密集、设备繁多，而且，微电子装备极其复杂，缺乏对于外部不良影响的有效抵制，高次的谐波一旦出现，就会使系统设备数据码出现错误、丢失、污染等问题，进而影响到建筑中的通信质量，甚至于会使通信系统在低压信号应用不断增加的状况下，造成整个电力网络的瘫痪。而且，高次谐波的出现，会诱发电机扭矩的脉动问题，进而使其轴承与联轴器部位出现磨损及裂纹，造成电动机设备应用寿命的缩短，破坏建筑电气应用的稳定性。
1.2.2 电压谐波的出现，会使电容器出现额外的功率耗损，造成电容器绝缘介质的过早老化，而大量的谐波电流的出现，则会使电容器与系统中其他元件出现并联或串联的谐振反应，使电容器的运行陷入超载状态。这样一来，与电容器相连接的所有配电回路中的线路、设备，均会在超压、闪变以及负荷过度等问题的影响下出现局部或大范围的损坏。配电回路中出现过多的谐波电流，还会使系统中断路器的电弧出现重燃现象，从而造成跳闸错误或根本不跳的问题，进而降低断路器的遮断能力，使电力系统陷入危险状态。
1.2.3 建筑中电气谐波问题出现，还会使系统在负载变动或短路的状况下，呈现出短时间的电压变化，进而造成灯光的频繁闪动，既能够破坏灯具设备的正常寿命，也会造成人体的不舒服。而且，中性线上一旦叠加过多的高次谐波，其电流就会随意地在金属结构物上面流动，使线路周围的磁场失控，进而造成计算机的频幕闪烁，损坏计算机内部设备。
2 建筑电气设计人员治理谐波问题的措施
电气设计人员为建筑用户解决电力系统谐波问题，可以使用借助于提高供电量、变换变压器等方式，减少电力系统中谐波的出现频率，也可以采用滤波器对系统的谐波进行过滤检测，同时，还能够借助谐波保护器降低谐波对于电力系统的危害程度，最终实现对于谐波的有效治理。本文下面就具体地对这些治理措施加以分析：
2.1减少谐波出现的措施
2.1.1 提高供电量。电气设计人员采用加大供电量的方式，抑制谐波的出现，是最为原始的治理方法，比如，设计人员将电缆的横截面加大，就会使趋肤效应的出现受到影响，进而避免谐波的出现，或者设计人员将发电机、电容器的容量提升，以相对地降低谐波对于系统的危害等。但是，此种方法不能够彻底地抑制谐波的出现，只能是降低谐波出现的频率，而且，它还会产生较高的电力投资，使用户的电力使用成本加大，并非一种良性的治理措施。如果设计人员必须使用这种方法抑制谐波，就应当结合非线性负载的具体状况，为供电系统设计合理的增容裕度。
2.1.2 变换变压器。某些特殊的变压器之间进行相互变换，可以使次谐波受到有效的抑制，比如，△/YnO的变压器使用方式，可以实现对于3次及3n次谐波的阻隔，使谐波注入电网的途径被切断。这种方法较为简单，可以实现对于某些典型谐波的有效治理，但是，它需要极高的一次性投资，且适用于特殊的场合，比如，△/YnO变压器就适用于单相的非线性负载的环境中的谐波抑制。设计人员采用此种方法治理谐波，必须充分考虑系统非线性负载的状况。
2.2滤波器检测过滤谐波
2.2.1 有源滤波器。这种滤波器反应迅速，可以控制在与非线性的负荷进行并联时，可以有效地检测系统中由非线性负荷诱发的电流谐波，以实现对于谐波的有效过滤。电气设计人员在采用有源滤波器，对谐波进行治理时，应当为滤波器选择合适的安装地点，尽量使其靠近谐波源，以提升滤波的效果，使谐波畸变等问题受到抑制。
2.2.2 无源滤波器。与有源滤波器相比，无源滤波器在谐波的治理中属于一项较为传统的方法，它是以串联在一起的电容器和电抗器构成，可以实现对于某一特定的谐波成分的有效检测与过滤。若要对系统中不同的谐波进行过滤，就需要采用相对应的滤波器。无源滤波器容易在过载状态下出现烧损问题，且无法收到控制，其效果远不如有源滤波器。
2.2.3 混合滤波器。此种滤波器是对有源滤波器以及无源滤波器的混合应用，其中，有源滤波器是由直流电容、滤波电感、IGBT构成，无源滤波器是由单调的滤波器（3次、5次、7次、9次）与高通滤波器组成。有源滤波器会从直流电容中获取稳定直流电压，并由滤波电感将自身的开关谐波降低，最终与无源滤波器一起，实现对于谐波的有效控制。此种滤波器治理谐波，适用于用电可靠程度的要求较高，且谐波污染的控制标准明确的场所，能够有效地实现对于有源滤波器及无源滤波器二者优势的应用。
2.3 电力系统的滤波保护
建筑电气设计人员在应对已经出现的谐波时，还可以采用滤波保护器来降低谐波对于电力系统与设备的不良影响，进而使建筑中的线路、设备在谐波状态下安全运行。谐波保护器治理电力系统的谐波问题，是以各种谐波危害系统的本质为基础，选择合适的磁场方式，对谐波能量进行吸收，以消除谐波，进而实现对于线路与设备的有效保护。此种谐波治理方式需要耗费的成本较低，且具有较长的使用寿命，其使用稳定可靠，与其他谐波治理方式相比，具有极其显著的优势。具体来讲，HPD谐波保护器是以超微晶的合金材料，及高科技的特殊电路作为其自身结构，来吸收各种能量的干扰谐波，并在发生源头，将高次谐波、电涌、高频噪声等彻底地消除，以避免系统中的设备受到损害。而且，HPD应用于谐波的治理，其自身并不需要消耗电量，可以有效地节省治理费用。
3 结束语
当前时期，谐波问题已经成为了破坏电力系统安全、稳定、可靠运行的关键因素，严重地影响着建筑电力用户对于电力的正常使用，因此，建筑电气设计的工作人员，目前必须加大对于谐波问题的研究力度，并且采取有效的措施，对此问题加以解决，以维护建筑用户的电力使用效益。
参考文献：
[1] 原刚.浅谈现代建筑电气设计方法[J].中国新技术新产品，2011，（14）.
[2] 刘雅洲.建筑电气设计原则与设计中常见问题[J].建筑技术.2009，（11）.
关键词：建筑电气；谐波；来源；危害；措施
1 谐波问题的来源与危害建筑电气的表现
1.1谐波来源
电力系统运行过程中，周期性的电量超出电流中基波频率的整数倍，而脱离正弦波的状况被称为谐波问题，正弦波是指正常的供电环境下，电流与电压理论上应当具有的健康状态。谐波问题一旦出现，势必会对电力系统造成程度不同的危害，恶劣的谐波甚至于会直接破坏电力系统以及各项用电设备，使系统陷入到崩溃状态，因此，建筑电气的设计人员必须要以谐波的来源为切入点，采取有效措施对其进行治理，以使其得到有效抑制。
而就谐波的具体成因来讲，它的来源主要有两个，即：①公用的电网系统本身便带有一定含量的谐波，而且，其电网中的配变电变压器也会作为谐波源，产生谐波并将其通过公用电网侧传输给其他的配电系统；②电力系统中应用的计算机系统、电子荧光整流器、可控开关电源等设备，会在系统运行的过程中，产生诸多非线性的负荷，使得系统中的电流与电压出现畸变问题，进而成为谐波的源头，不断地制造谐波。
1.2 谐波危害
公用电网中谐波的出现，会使发电以及输电系统工作效率大幅度降低，影响用电设备的正常使用，使设备出现噪音、振动等问题，并诱发串联与并联的谐振，影响电力系统周围的通信系统，使通信质量严重降低。而且，谐波电流大量集中地穿越中线，还会使电路或者变压器的温度瞬间提升，为火灾的发生埋下隐患，谐波问题显然具有极大的危害。本文下面就以建筑电气为例，具体地分析一下该问题危害电气的具体表现：
1.2.1 当前时期，建筑的电气设计逐步趋于智能化，建筑中的线缆密集、设备繁多，而且，微电子装备极其复杂，缺乏对于外部不良影响的有效抵制，高次的谐波一旦出现，就会使系统设备数据码出现错误、丢失、污染等问题，进而影响到建筑中的通信质量，甚至于会使通信系统在低压信号应用不断增加的状况下，造成整个电力网络的瘫痪。而且，高次谐波的出现，会诱发电机扭矩的脉动问题，进而使其轴承与联轴器部位出现磨损及裂纹，造成电动机设备应用寿命的缩短，破坏建筑电气应用的稳定性。
1.2.2 电压谐波的出现，会使电容器出现额外的功率耗损，造成电容器绝缘介质的过早老化，而大量的谐波电流的出现，则会使电容器与系统中其他元件出现并联或串联的谐振反应，使电容器的运行陷入超载状态。这样一来，与电容器相连接的所有配电回路中的线路、设备，均会在超压、闪变以及负荷过度等问题的影响下出现局部或大范围的损坏。配电回路中出现过多的谐波电流，还会使系统中断路器的电弧出现重燃现象，从而造成跳闸错误或根本不跳的问题，进而降低断路器的遮断能力，使电力系统陷入危险状态。
1.2.3 建筑中电气谐波问题出现，还会使系统在负载变动或短路的状况下，呈现出短时间的电压变化，进而造成灯光的频繁闪动，既能够破坏灯具设备的正常寿命，也会造成人体的不舒服。而且，中性线上一旦叠加过多的高次谐波，其电流就会随意地在金属结构物上面流动，使线路周围的磁场失控，进而造成计算机的频幕闪烁，损坏计算机内部设备。
2 建筑电气设计人员治理谐波问题的措施
电气设计人员为建筑用户解决电力系统谐波问题，可以使用借助于提高供电量、变换变压器等方式，减少电力系统中谐波的出现频率，也可以采用滤波器对系统的谐波进行过滤检测，同时，还能够借助谐波保护器降低谐波对于电力系统的危害程度，最终实现对于谐波的有效治理。本文下面就具体地对这些治理措施加以分析：
2.1减少谐波出现的措施
2.1.1 提高供电量。电气设计人员采用加大供电量的方式，抑制谐波的出现，是最为原始的治理方法，比如，设计人员将电缆的横截面加大，就会使趋肤效应的出现受到影响，进而避免谐波的出现，或者设计人员将发电机、电容器的容量提升，以相对地降低谐波对于系统的危害等。但是，此种方法不能够彻底地抑制谐波的出现，只能是降低谐波出现的频率，而且，它还会产生较高的电力投资，使用户的电力使用成本加大，并非一种良性的治理措施。如果设计人员必须使用这种方法抑制谐波，就应当结合非线性负载的具体状况，为供电系统设计合理的增容裕度。
2.1.2 变换变压器。某些特殊的变压器之间进行相互变换，可以使次谐波受到有效的抑制，比如，△/YnO的变压器使用方式，可以实现对于3次及3n次谐波的阻隔，使谐波注入电网的途径被切断。这种方法较为简单，可以实现对于某些典型谐波的有效治理，但是，它需要极高的一次性投资，且适用于特殊的场合，比如，△/YnO变压器就适用于单相的非线性负载的环境中的谐波抑制。设计人员采用此种方法治理谐波，必须充分考虑系统非线性负载的状况。
2.2滤波器检测过滤谐波
2.2.1 有源滤波器。这种滤波器反应迅速，可以控制在与非线性的负荷进行并联时，可以有效地检测系统中由非线性负荷诱发的电流谐波，以实现对于谐波的有效过滤。电气设计人员在采用有源滤波器，对谐波进行治理时，应当为滤波器选择合适的安装地点，尽量使其靠近谐波源，以提升滤波的效果，使谐波畸变等问题受到抑制。
2.2.2 无源滤波器。与有源滤波器相比，无源滤波器在谐波的治理中属于一项较为传统的方法，它是以串联在一起的电容器和电抗器构成，可以实现对于某一特定的谐波成分的有效检测与过滤。若要对系统中不同的谐波进行过滤，就需要采用相对应的滤波器。无源滤波器容易在过载状态下出现烧损问题，且无法收到控制，其效果远不如有源滤波器。
2.2.3 混合滤波器。此种滤波器是对有源滤波器以及无源滤波器的混合应用，其中，有源滤波器是由直流电容、滤波电感、IGBT构成，无源滤波器是由单调的滤波器（3次、5次、7次、9次）与高通滤波器组成。有源滤波器会从直流电容中获取稳定直流电压，并由滤波电感将自身的开关谐波降低，最终与无源滤波器一起，实现对于谐波的有效控制。此种滤波器治理谐波，适用于用电可靠程度的要求较高，且谐波污染的控制标准明确的场所，能够有效地实现对于有源滤波器及无源滤波器二者优势的应用。
2.3 电力系统的滤波保护
建筑电气设计人员在应对已经出现的谐波时，还可以采用滤波保护器来降低谐波对于电力系统与设备的不良影响，进而使建筑中的线路、设备在谐波状态下安全运行。谐波保护器治理电力系统的谐波问题，是以各种谐波危害系统的本质为基础，选择合适的磁场方式，对谐波能量进行吸收，以消除谐波，进而实现对于线路与设备的有效保护。此种谐波治理方式需要耗费的成本较低，且具有较长的使用寿命，其使用稳定可靠，与其他谐波治理方式相比，具有极其显著的优势。具体来讲，HPD谐波保护器是以超微晶的合金材料，及高科技的特殊电路作为其自身结构，来吸收各种能量的干扰谐波，并在发生源头，将高次谐波、电涌、高频噪声等彻底地消除，以避免系统中的设备受到损害。而且，HPD应用于谐波的治理，其自身并不需要消耗电量，可以有效地节省治理费用。
3 结束语
当前时期，谐波问题已经成为了破坏电力系统安全、稳定、可靠运行的关键因素，严重地影响着建筑电力用户对于电力的正常使用，因此，建筑电气设计的工作人员，目前必须加大对于谐波问题的研究力度，并且采取有效的措施，对此问题加以解决，以维护建筑用户的电力使用效益。
参考文献：
[1] 原刚.浅谈现代建筑电气设计方法[J].中国新技术新产品，2011，（14）.
[2] 刘雅洲.建筑电气设计原则与设计中常见问题[J].建筑技术.2009，（11）.