一种谐波治理装置的制作方法

本实用新型涉及电子电力技术领域，特别是涉及一种谐波治理装置。

背景技术：

在电力系统中，流过线性元件的电流和施加的电压是正弦波，但由于使用开关电源、整流器、变频器等非线性负载，当电流流过这些负载时，与所加的电压不成线性关系，就会形成非正弦电流，即基波电流发生畸变产生了谐波，谐波会使电网中的设备产生附加谐波损耗，降低电网、输电及用电设备的使用效率，同时也容易使电网与补偿电容器之间发生谐振，使谐波电流放大几倍甚至数十倍，不仅使电容器直接受损，而且也会加重对其它电气设备的威胁。

对于数据中心来说，服务器等设备产生的谐波以3次谐波为主，而通过采用UPS(Uninterruptible Power System，不间断电源，简称UPS)供电的方法可以将谐波降到10％以内，达到较为理想的谐波治理效果。由于数据中心的热负荷较大，机房空调需要一年四季连续制冷运行，目前数据中心中广泛使用能效较高的变频空调，这样固然提高了机房空调的能效，但同时由于使用了变频器，由此产生的谐波问题更得凸显，并且其产生的谐波以5次谐波为主，而采用UPS供电的方法对5次谐波的治理效果并不理想。

基于此，如何有效治理数据中心中变频空调产生的谐波问题，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的是提供一种谐波治理装置，以有效治理变频机房空调系统中由于变频电器件类的负载产生的谐波。

本实用新型实施例提供了一种谐波治理装置，连接于电源与负载之间，包括与电源连接的主输入线以及并联设置的至少两条负载线，每条所述负载线的一端连接所述主输入线上设置的接线节点，另一端连接负载，其中，对于第2n-1条负载线，所述谐波治理装置还包括串接于该负载线对应的接线节点与负载之间的谐波治理器，n为正整数。

在一个具体的实施方案中，谐波治理装置还包括串接于所述电源与所述主输入线之间的不间断电源。

在一个具体的实施方案中，所述谐波治理器为变压器。

在一个具体的实施方案中，所述谐波治理器为有源滤波器。

在一个具体的实施方案中，所述谐波治理器为无源滤波器。

在一个具体的实施方案中，所述负载为变频空调。

在本实用新型实施例方案中，通过在第2n-1条负载线中串接谐波治理器，即每间隔一个负载支路设置一台谐波治理器，经过实用新型人的测试验证，可以有效消除变频机房空调系统中由于变频电器件类的负载产生的50％以上的谐波，谐波治理效果显著。

附图说明

图1为将负载直接接入电源的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例谐波治理装置的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例谐波治理装置的结构示意图。

附图标记：

10-电源 20-负载 30-主输入线 40-负载线

31-接线节点 50-谐波治理器 60-UPS 70-3P开关

具体实施方式

为了有效治理变频机房空调系统中由于变频电器件类的负载产生的谐波，本实用新型实施例提供了一种谐波治理装置。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型作进一步详细说明。

目前数据中心广泛使用能效较高的变频空调，这样固然提高了机房空调的能效，但同时由于使用了变频器，由此产生的谐波问题更得凸显。如图1所示，当将负载20(变频空调)直接接入电源10时，实用新型人对变频空调的压缩机与EC(Electrical Commutation)风机处于不同带载率时的稳态THDI(Total Harmonic Distortion of Current，电流总谐波畸变率，简称THDI)进行了测试，结果如表1所示。

表1将变频空调直接接入电源时的稳态THDI在不同带载率下的测试值

可见，如果将变频空调直接接入电源，在变频空调的多种工作模式下，稳态THDI都超过了50％，谐波问题非常明显。

基于此，本实用新型实施例提供了一种谐波治理装置，如图2所示，连接于电源10与负载20之间，包括与电源10连接的主输入线30以及并联设置的至少两条负载线40，每条负载线40的一端连接主输入线30上设置的接线节点31，另一端连接负载20，其中，对于第2n-1条负载线40，谐波治理装置还包括串接于该负载线40对应的接线节点31与负载20之间的谐波治理器50，也就是说，每间隔一个负载支路设置一台谐波治理器50，例如，当有5个负载20时，需要分别在第1、3、5条负载线40对应的接线节点31与负载20之间串接一台谐波治理器，图2中只示例性画出了有两个负载20的情况。

本实用新型实施例提供的谐波治理装置主要针对变频电器件类的负载所产生的5次谐波，尤其是上述数据中心中应用的变频空调。其中，电源10一般为三相电源，三相电源与主输入线30之间还可设置有3P开关70。谐波治理器50的具体类型不限，例如可以为变压器、有源滤波器或者无源滤波器，变压器的额定容量以及滤波器的频率、带宽等具体可根据变频空调的额定功率进行选值，例如当变频空调的额定功率为45KW时，可选用额定容量为20KVA的变压器。谐波治理器50可以通过三角形接法接入于负载线40中，也可以通过星形接法接入于负载线40中，在此不作限制。

采用该谐波治理装置后，实用新型人同样对变频空调的压缩机与EC风机处于不同带载率时的稳态THDI进行了测试，结果如表2所示。

表2在第2n-1条负载线中串接谐波治理器时的稳态THDI在不同带载率下的测试值

可见，在本实用新型实施例方案中，通过在第2n-1条负载线40中串接谐波治理器50，即每间隔一个负载支路设置一台谐波治理器50，可以有效消除变频机房空调系统中由于变频电器件类的负载20产生的50％以上的谐波，谐波治理效果显著。

如图3所示，在本实用新型的另一实施例中，谐波治理装置还包括串接于电源10与主输入线30之间的UPS 60，采用该实施例方案提供的谐波治理装置后，实用新型人也对变频空调的压缩机与EC风机处于不同带载率时的稳态THDI进行了测试，结果如表3所示。

表3在电源与主输入线之间串接UPS时的稳态THDI在不同带载率下的测试值

可见，通过在第2n-1条负载线40中串接谐波治理器50，同时在电源10与主输入线30之间串接UPS 60，在变频空调的多种工作模式下，可以有效将稳态THDI降低至10％以内，谐波治理效果非常显著；此外，由于谐波得到了有效治理，该方案还可以减小机房发电机或者电源前端输入的UPS的配比，从而节省了机房的投入成本。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。