談計算機機房諧波干擾的抑制

臧增剛

摘要：以機房UPS供電系統所造成的諧波干擾為例，分析了諧波干擾產生的原因和危害，著重介紹了利用交流阻波電抗器和隔離變壓器等進行諧波干擾的抑制，說明了重視和預防機房供電系統諧波干擾的重要性。

關鍵詞：UPS；諧波；電抗器；隔離變壓器

中圖分類號：TM711；TN86文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.04.004

為了保證機房設備的穩定運行，要求其供電電源穩定，從而在系統中接入各種整流裝置和UPS電源系統。這些設備將產生大量的諧波污染，導致機房內的網絡通信設備、計算機等設備出現數據丟失、死機、不正常重啟等現象，嚴重影響機房設備正常工作。

1諧波成因

在機房中，為了保證設備供電穩定可靠一般都引入UPS電源，因其功率器件處于 “截止—導通—截止”工作狀態，工作電流具有突變性，這種突變電流含有很多高次諧波；加之機房內一般為三相供電電源系統，而每相所帶負載并不相同使得三相負載不平衡。二者疊加導致機房內諧波干擾的形成。

2諧波的危害

21可能引起零線電流過載

在機房供電系統中由于三相負載不平衡和存在各種諧波，可能導致三相供電系統零線回路電流過載從而對設備運行造成危害。

22諧波影響機房設備正常運行

諧波干擾會影響機房內計算機系統、通信設備等電子設備的正常工作，造成計算機數據丟失或死機，通信設備噪聲增大，通信質量降低，甚至造成信息丟失，設備不能正常工作。

3如何抑制諧波干擾

31合理選擇UPS電源

在機房中，UPS電源的引入是產生諧波的重要因素，所以在選擇UPS電源時要科學、合理，從源頭上預防或降低諧波的產生，以減小諧波干擾。選擇UPS電源時應考慮以下兩點：

（1）應按運行方式、負荷大小、電壓及頻率波動范圍、輸出波形畸變系數、供電保持時間等指標來選擇合適的UPS電源；

（2）對多媒體數字編輯制作設備而言，選擇UPS電源時還要考慮電壓穩定性及輸出電壓諧波分量大小，是否具有同步鎖相功能以及可否進行同步切換或并機運行，動態特性是否較好以及有無崩潰點等因素。

32將UPS電源通過三相交流阻波電抗器與供電系統連接

如前所述，導致機房內供電系統功率因數降低，影響通信設備、計算機設備及視頻編輯等設備正常工作的根本原因是諧波干擾，所以如何有效降低供電系統的諧波分量大小成為解決問題的關鍵。在UPS電源輸入側和三相供電系統之間接入交流阻波電抗器，利用其濾波特性，不僅能夠提高電路系統的功率因數，有效抑制諧波的回流干擾；還能降低UPS電源接通瞬間的浪涌電流，減小UPS電源接通瞬間對前端供電系統的沖擊。在實際當中應根據UPS電源的參數指標來選擇三相交流阻波電抗器的型號，三相交流阻波電抗器中的電容器通常選擇容量在100～220 nF之間，耐壓大于1000 V的電力電容器。

33在UPS電源的輸出側和負載之間接入隔離變壓器

如上圖所示，負載通過隔離變壓器與UPS電源連接，可以使UPS與負載的零線不直接連接，對抑制各種諧波干擾非常有效，對減弱強雷電給用電系統所帶來的電磁干擾也很有效。隔離變壓器應盡量接近負載端，確保負載零線與工藝地線電位一致，使其電位差趨近于零。實際當中所使用的隔離變壓器，規格齊全、結構簡單、價格低廉、安全可靠，能滿足機房內各種設備對功率等級的要求。

34機房內部供電線路布線合理

科學的施工工藝和合理布線也可有效抑制諧波干擾。選擇性能優良的設備雖然重要，但設備的合理布局和布線工藝的科學與否對系統的整體工作狀態影響也很大。在選擇機房內部電力線路布線方案時應盡量采用零線長度短、阻值低的方案。

4結束語

目前來看，消除諧波的成本還是偏高，對節能效果也不是特別的明顯，但諧波治理能大大提高電能供電質量，減輕設備和電纜的發熱現象，較大幅度提高供電設備的有效利用率，延長電源設備的使用壽命，提高供電可靠性，確保相關設備（尤其是通信設備、計算機設備、視頻編輯設備等數字化設備）的安全運行。所以在實際工作中我們要對機房、視頻編輯室、網管中心等重要場所的諧波干擾采取有效的防護和治理措施，以減少和降低諧波對這些場所設備正常運行的干擾和危害。

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