【原創】數據中心的「泥石流」——諧波

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前兩天，里約奧運會上使出了「洪荒之力」力奪100米仰泳銅牌的傅園慧著實一夜爆紅，她誇張的表情和毫不做作的問答被大家戲稱為泳壇的「泥石流」。雖然只是一句笑稱，但是數據中心的「泥石流」——諧波，卻是我們不能忽視的一項重要指標。因為這一問題能否解決好，一定程度上會直接影響到數據中心的安全運行。

諧波形成原因

諧波的產生原因是由於非線性電氣設備的投入運行，導致其電壓、電流波形為不同程度的非正弦波，根據傅里葉級數分析，分解成基波分量和具有基波分量整數倍的諧波分量。數據中心中的主要諧波源為UPS、熒光燈、變頻器、水泵等。

諧波的危害

諧波是一種人們看不到、嗅不到、摸不著的污染，但是它的危害是十分嚴重的，主要表現在：

1. 柴油發電機可用容量減少。

2. 導致繼電保護誤動作。

3. 影響電動機效率和正常運行，縮短電動機壽命。

4. 增加變壓器和線路損耗。

5. 影響和干擾測量控制儀器、通訊系統工作。

6. 三次諧波導致中性線電流過大，引起電纜發熱甚至火災。

表徵波形畸變程度的總諧波畸變率，是周期性電氣量中的諧波含量與其基波分量有效值之比，用百分數表示。電流、電壓總諧波畸變率分別表示為：

《GB50174-2008電子信息系統機房設計規範》中規定不間斷電源系統輸入點THD_I含量小於15%，《GB/T 14549-1993電能質量公用電網諧波》對公共電網諧波電壓（相電壓）限值規定如下：

減小諧波影響應對諧波源本身或在附近採取適當的措施，通常情況下，採用加裝濾波器的方式治理諧波。濾波器一般分為無源濾波器和有源濾波器。無源濾波器主要由無源元件R、L、C組成，利用元件的諧振特性，對某一特定頻率形成一個低阻通道，讓諧波成分通過濾波系統分流出去。有源濾波器由集成運放和無源元件組成，它產生一個與系統諧波幅值相同、方向相反的諧波，去抵消系統中的諧波。

有源和無源濾波器的比較

通過上述分析可以看到，諧波危害巨大，甚至會帶來嚴重的事故，國家標準對注入電網的電壓、電流諧波含量也有嚴格要求，採用有源、無源濾波器濾除諧波，具有簡單有效的突出優點，合理選擇濾波器，有效治理諧波，具有重要的意義。

參考文獻：

《工業與民用配電設計手冊》第三版

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