通信电源系统谐波治理与节能降耗分析

王启凡+宋晓伟

摘 要：电力通信系统已经广泛的深入到我国社会生活中的各个领域当中，特别是计算机和移动通讯方面，半导体元件和功率比较大的非线性负荷也被广泛应用，导致了整个电力通讯系统的压力变大，出现了谐波，严重影响了电力系统的供电情况，治理通信电源系统谐波和节能降耗刻不容缓。

关键词：通信电源系统；谐波治理；节能降耗

通信网络的快速发展促进了经济与科技的进步，但同时也消耗了大量的能源。未来社会，能源越来越少，对于通信行业而言，也不得不采用节能技术。本文就这一问题进行分析，以便能明确通信节能技术，确保通信网络的进步与发展。

1通信电源系统谐波出现的原因

CPS、整流器、高频开关电源等非线性设备和一些变流装置的使用，使通信电源系统的可靠性和安全性受到威胁，正常输出的电流和电压会发生严重的畸变，正交波形的电流被改变，被傅立叶分解的波形，产生了基波分量和整数倍的谐波分量，基波分量就是正弦交流电能，整数倍分量就是影响通信电源系统正常运行的谐波。

2通信电源系统谐波的影响范围

2.1对电网产生的影响

谐波的出现会加重变压器漏磁、铜损、铁损的现象，谐波会产生很大的噪声，升高外线圈的电流，谐波也会增加对通信电源系统的危害，致使电网的运行效率比较低，浪费大量的电能，降低仪表的准确度，导致各种开关和机电保护器出现误动甚至拒动的情况。

2.2对通信设备产生的影响

通信电源系统谐波的出现会产生巨大的电磁场，严重影响通信设备的质量。

2.3对电容器产生的影响

电容器对大型电动机和低压电网会产生无功率补偿和功率因数补偿，一旦电容器遭到影响就会导致温度过高，产生过电压、过电流的现象，最后导致击穿损坏的情况，主要是电流并联谐振产生大量的电流造成的。

2.4对通信线路产生的影响

通信电源系统谐波会产生大量的噪声，甚至会造成通信线路发生故障。

2.5对电力电容量产生的影响

通信电源系统谐波会让电力电容器导致谐波共振，吸收电流，导致过量发热，这主要是由于电力电容量具有阻抗以及阻抗和频率成反比的特征造成的。

2.6对断路器产生的影响

通信电源系统谐波含有较高的电流，会降低断路器的开段能力和热元件的发热电流，加大了短路器的配置。

2.7对继电保护器产生的影响

通信电源系统保护了低压到达进线柜的电压平衡，防止由于继电保护器的变化而产生的误动甚至拒动。

2.8对电源导线产生的影响

在通信电源系统中，由于高谐波频率使导线的谐波电阻增加，谐波电流会降低线路发热传输能力，增加线路的损耗程度。另外通信电源系统谐波还会造成局部放电，加速了电缆的老化，缩短了使用周期。

2.9对电表度产生的影响

通信电源系统谐波，对电度表的电压和电流的波形都会产生不同程度的影响，使工作的波形产生畸变，成为非正弦波形，这样会使高频次的谐波产生相互作用的附加力，会造成误差，引起电度表计量的混乱。

2.10 对柴油发电机组产生的影响

通信电源系统谐波会加重发电机组的发热程度，减少了发电机组容量的输出。

3谐波治理的节能量认定

3.1广义上的谐波治理的节能量

广义上来讲，谐波治理的作用是提高电能质量，企业生产的产品质量受电能质量的影响，电能质量越好，企业生产产品的次品率就越低，同时对电网的冲击小，不会影响到电网上其他精密的用电设备的正常使用以及继电保护设备的正常工作，正常通信。就效果上讲，首先产品的次品率越低，因为生产次品也是需要能耗的，所以就越节能；其次设备的使用寿命延长，也是一种节能；第三在传输效率和通信效率上也可以产生节能量等等。但是这个过程中所节省的能源是无法估计的，所以我们一般不认定广义上的谐波治理节能效果的节能量。

3.2谐波治理改造项目的节能量认定

现在有些做无功补偿和谐波治理的公司会通过安装电能表来计量改造之前跟之后的能耗数据来证明是否有节能的效果，因为影响的因素很多，所以这个节能效果的确认，主要还是靠企业跟节能改造服务公司自己去协商解决这个问题的。但是通过检测发现谐波改造项目中能取得节能量，并且达到财政奖励的标准的比较少，所以没有评选过单独的谐波治理的节能示范工程项目。

也有些节能改造服务公司是通过采用一系列的综合措施来实现节能改造的，谐波治理只是其中的一环，还包括提高功率因数、大数据管理、自动化管理、治理瞬流、浪涌冲击、三相不平衡等等，其节能量的计算是整个改造工程的节能量，不是计算单独的谐波治理取得的节能量。这种改造方式的节能量认定还是要通过实地检测，收集数据，最终由企业和节能改造服务公司一起确认节能量，然后再由专家组来对节能量进行判定。

4关于通信网络中设备节能的途径

4.1通信电源系统的节能途径

在电源上，由于多个设备均采用始终供电的方式，因此消耗了大量的电能。一方面，应对技术的更新进行研究，使得更多可以统一供电的设备出现。一方面要求安装技术人员要具有专业性，在设备安装上，要正确安装防止其出现损坏，影响效率和能源消耗。将统一的供电方式改为分散供电方式，将供电距离降到最低，也就是要合理设置供电设备的位置以及线路的走向，节约设计和安装成本，也可以降低能耗。在分散式供电过程中，只需要对主力机房供给交流电，一个系统出现故障时，不影响其他系统工作，这样可以有效的降低能耗。目前，我国在电源的使用上，采用了一种谐波治理技术，这一技术通过低谐波输入和谐波失真的方式来降低干扰和负载，使用电设备的额定容量得以降低，确保电源使用效率的提高。

4.2关于移动通信基站的能耗控制

我们在对通信网络的能耗分析中发现，移动通信基站的能耗消耗也较大，因此要对基站进行分析。移动基站主要是一种用于传输的无线电台，是目前网络覆盖的主设备。移动基站在建设过程中就会消耗大量的资源，成本巨大。并且对于基站的设计而言，如果设计的合理性差，基站增多，则会导致大量的能源消耗。承建商对于基站的用户群分析不明确，导致其建设不合理，并且基站的维护需要消耗大量的成本。相关专家试图通过减小基站体积甚至改变基站的结构来实现，当然具有一定效果。在移动数据网络化的同时，宽带化是节能的一大形式。但宽带同样会带来其他的能耗，随着科技的发展，基于人们的大量需求，基站的数量也越来越多。基站对于周边的环境要求较高，除了温度和湿度外，还需要保证其空气洁净度。我们从整体上提出三点基站的节能建议。第一，通过无线网络优化设计，确保通信质量。第二，尽量优化基站结构，减少基站的数量。推广更先进的供电系统。第三，改变基站的结构，并且对基站进行长期系统的维护。总之，只有做到以上三点，才能确保基站的运行稳定，控制器能耗的提高。无论是基站还是通信网络系统用电设备，都会造成大量的能耗，应引起相关人员重视，并采取更好的办法来解决其能耗问题。

总之，通信电源系统谐波对干扰通信系统信号的传输有很大的影响作用，对通讯设备会产生极大的危害作用，使得电力系统都处于谐波的影响之下，因此，对谐波进行具体的分析并制定相应的对策，促使通信系統科学有效的运行。

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