数据中心项目中大量使用UPS、开关电源及变频设备等非线性设备，这些设备在工作过程中产生大量谐波电流，会给数据中心的配电系统造成严重的谐波污染，谐波含量过高不仅影响数据中心的配电系统安全运行，而且会引起数据中心设备的不稳定，甚至造成设备故障。不同厂家的设备产生谐波电流含量有较大的差异，但普遍都偏高，THDI(电流总谐波畸变率)甚至超过了50%。5次、7次、11次谐波严重，有时也含有较大份量的3次谐波，并且这些谐波源设备的位移功率因数极高。
数据中心行业属于对电能质量要求极高的行业，必须保证配电系统和用电设备安全可靠运行，一旦发生电气事故造成停电或设备故障造成停机，导致的经济损失和社会负面影响很难估量。
谐波电流是由非线性负载引起的，谐波电压是谐波电流的阻抗在配电系统上产生的电压降。数据中心的主要谐波源为UPS、开关电源及变频等非线性设备。这些换流设备利用整流元件的导通、截止特性来强行接通和切断电流，致使交流电网的电压、电流波形畸变为非正弦波。非正弦波通常是周期性电气分量，依据傅立叶级数分解，可分解成基波分量和基波分量整数倍的谐波分量。谐波的次数越高，振幅越低。在频率恒定情况下，电压和电流均以正弦波波形运行。然而在非线性负载接入系统时，产生的附加的谐波电流会引起电流和电压畸变。过多的谐波严重影响了供电系统电能质量，并对并网运行的相关设备产生危害，同时谐波通过在供电系统内流动发热，浪费电能，所以非常有必要对数据中心进行谐波分析诊断和治理。
谐波对配电系统的危害
数据中心内大部分电源均为有电子开关构成的非线性特性的设备，使得配电系统的谐波污染非常严重，主要存在以下危害：
1、对通信线路的影响
使通信线路产生噪声，甚至造成故障。
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2、对变压器的影响
变压器由于过大的谐波电流而产生附加损耗，也会增加变压器铁心的铁损，从而引起过热；谐波电压还会使变压器励磁电流增大，效率降低，功率因数变坏。当谐波电压长期存在且较为严重时，会使绝缘介质老化加速，导致绝缘损坏。
3、对电力电容器的影响
电力电容器的容性阻抗特性，以及阻抗和频率成反比的特性，使得电容器容易吸收谐波电流而引起过载发热；使电容器发热导致绝缘击穿的故障增多。
电容器和电力系统中的感性元件也能形成谐振电路，如果这个谐振回路的频率等于或接近系统中某次谐波分量的频率，就会产生谐振，同样造成过电压、过热。
4、对断路器的影响
谐波电流的发热作用大于有效值相等的工频电流，能降低热元件的发热动作电流。因此谐波含量较高的电流能使断路器的开断能力降低，这样可能会因谐波产生误动作。同时会加大了断路器容量的配置。
5、对继电保护的影响
使低压配电系统低压进线柜的电压保护由于相位变化而误动或拒动。
6、对电源导线的影响
在电力系统中，因为趋肤效应，高的谐波频率增加了导线的谐波电阻。因此谐波电流会增加线路损耗，并降低线路的传输能力。此外谐波还可能引起浸渍绝缘局部放电，加速电缆绝缘老化，缩短电缆的使用寿命。
7、对电度表的影响
如果加于电度表的电压、电流的波形为非正弦波，使工作磁通的波形变为非正弦波，任何非正弦波均可分解为一系列高次谐波，同频高次谐波磁通之间相互作用会产生附加力矩，因而引起附加误差，甚至造成计量混乱。
8、对柴油发电机组的影响
谐波电流使发电机组发热严重、噪音大，振动大，降低发电机组的输出容量。
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原标题：数据中心的谐波污染和危害
