绍兴电信IDC机房谐波综合治理分析报告

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1、绍兴电信IDC机房谐波综合治理分析报告作者：绍兴电信分公司网络操作维护中心王铭祥摘要：IDC机房大量非线性负载的应用致使配电系统存在大量的谐波电流。谐波电流导致供电系统电压和电流畸变率高、功率因素降低，线路损耗增加，电缆和设备发热严重等现象，使设备安全运行得不到保证。本文通过分析绍兴城东母局供电系统存在谐波的一些问题和对比分析谐波整治前后相关测试数据，来验证谐波治理在提升供电质量，提高设备利用率，排除供电安全隐患等方面的效果。关键词：谐波、谐波治理、畸变率、电容器1、绍兴城东母局配电系统现状绍兴分公司城东母局主要承担着本地网全部IDC机房的设备负载和绍兴号百大楼负

2、载。绍兴分公司城东母局是整个本地网最大的负载局站，它包含了市本级绝大部分的大型UPS设备和专用空调设备及服务器设备。其供电系统配置方式如下：（1）高压配电系统（10KV）为二路市电分段母线供电方式，设置有联络柜。（2）低配配电系统由2套1000KVA低压配电系统组成，通过联络柜形成三锁两钥匙供电方式。夏季最大负载电流分别为1000A（1#）和950A（2#）左右。1#低压配电系统配置了1台1600KW油机作为备用电源，2#低压配电系统配置了1台1000KW辛普森柴油发电机组作为后备电源保障。（3）城东局在用的UPS电源系统共有4套，分别为1＃低压配电系统下挂的1套

3、艾默生200kVAUPS系统（2＋1并机）和2套艾默生80kVAUPS系统（1＋1并机）；2＃低压配电系统下个1套爱克赛400kVAUPS系统（1＋1并机）。2、谐波治理前存在的主要问题及分析由于城东局IDC机房所用的部分服务器品质差，很多都是简易组装的服务器，电源模块质量差，在运行过程中产生了大量的谐波，谐波污染已严重影响到了交流供电质量，表现为：2.1交流输入电压和电流畸变率严重超标低配系统Ⅰ、Ⅱ段母线、UPS进线端谐波污染十分严重，电能质量严重不合格：其中UPS进线端电压畸变率最大达到5.5%，电流畸变率最大超过25%。按照维护规程要求：电压波形正弦畸变率不

4、大于5%；《通信用不间断电源----UPS（YD/T1095---2000）》的行业标准规定输入电流谐波分为三类：1类<5%,2类<15%,3类<25%，实测数据表明，实际输入电流谐波成分平均超过30%，已经大大超过标准要求，谐波电流在中性线叠加，导致中性线电流过大，大于相线电流，导线发热严重。谐波电流的危害：谐波电流影响各种电气设备的正常工作。谐波对变压器、继电器、接触器、电动机以及发电机等电感性负荷的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声、过电压甚至谐振，使得这些感性器件局部严重过热。因为容性元件也是按照50Hz设计的，对高频率电流呈现低阻抗，会使这些元

5、件过载损坏。对于空气开关的设备，当高频电流流经其过流或过热保护电路时，会导致空开跳闸保护。特别是对电力控制的继电保护装置，在高谐波状态下，会出现误动作，造成供电的不可靠性。2.2电容补偿柜无法正常投入使用致使功率因素偏低被电力局罚款严重的谐波污染导致Ⅱ段母线电容补偿柜不能投入正常使用，经常发生电容器“炸毁”事故，导线发热严重。由于电容补偿柜不能正常投入使用，导致Ⅱ段母线功率因素严重偏低，功率因素只达到0.82左右，从09年8月起，绍兴用电管理所对电信企业的用电性质从非工业企业用电改为商业企业用电，根据商业用电的费用依据每月由于功率因数低于标准直接罚款多达8千元之上

6、，从09年8月起到改造前已连续6个月被罚款，罚款金额支出已接近5万元。※电容补偿柜放电击穿故障分析：图：谐振放电击穿机柜的事故现象图2010年2月份，Ⅱ段母线发生电容器“炸毁”击穿机柜事故，我们邀请华信设计院与省电源支撑中心于2月25对现电信城东机楼的配电系统、UPS系统进行了谐波测试，根据对城东机楼配电、UPS谐波的多次测试数据分析可知：现城东机楼Ⅰ段母线电容柜热继电器保护熔丝发生故障及Ⅱ段母线的电容柜发生放电击穿故障以致电容柜损害，电容组无法正常投切等故障均由于配电系统存在的电流谐波过大所引起;发生该故障的另一主要原因由于现两段母线中的电容补偿柜内所配置的电容

7、未串联电抗器，从而使流入电容柜内谐波电流被放大甚至发生谐振，造成Ⅰ段母线中由于谐波电流过大，其热继电器的保护熔丝被损坏，其谐波电流是否被放大可从测试表中电容投入前后的数据中即可反映出来，由于现实际投入的组数较少，其放大倍数相对较小，但当其投入的电容器组数的增加，其放大倍数将大幅增加；造成Ⅱ段母线电容柜发生放电击穿而损坏，则可明确判断该电容柜内放电击穿处发生谐振。2.3变压器、油机等电源设备有效容量得不到充分利用目前两台变压器到夏季时的最大负载电流已达1000A（1＃变）和950A（2号＃）左右。变压器带载率接近70%，2号变油机负载已经接近60%，整治前测量数据表

8、明，Ⅱ段母