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（风险管理）谐波和中性 线过载的风险W 2003 施耐德旗下的APC。版权所有。未经版权所有者书面许可，不得对本出版物的任何部分进行使用、复制、影印、传 1 输，或保存至任何性质的任何检索系统中。 谐波和中性线过载 的风险 26号白皮书 2003 施耐德旗下的APC。版权所有。未经版权所有者书面许可，不得对本出版物的任何部分进行使用、复制、影印、传 2 输，或保存至任何性质的任何检索系统中。 版次 0 摘要 本文档将对与谐波电流相关的问题进行概述，并特别关注于信息技术设备。同时对 国际规章中解决这些问题的方式进行介绍。 2003 施耐德旗下的APC。版权所有。未经版权所有者书面许可，不得对本出版物的任何部分进行使用、复制、影印、传 3 输，或保存至任何性质的任何检索系统中。 引言 非线性负载会导致电力线路中出现谐波电流。谐波是频率为基本线路基频（50或60 Hz ）倍数的有害电流。谐波电流可能使导线和变压器过载，导致发热，极端情况下 会发生火灾。在信息技术电源系统中，了解何时应该以及如何应对这一问题十分重 要。最近，由于相关国际章程被广泛采纳，这一问题在很大程度上被消除了。 非线性负载 许多台式个人电脑对交流电源表现为非线性负载。这是因为它们采用了称为“电容 输入开关电源”的电源设计。 包括服务器、路由器、集线器和存储系统在内的信息技术设备则几乎普遍采用另一 种名为“功率因数校正”的不同电源设计。这些设备对交流电源表现为非常好的线 性负载，不会产生谐波电流。实际上它们是电网上最“干净”的负载类别之一，所 产生的谐波电流比日光灯和变速电机等其他许多设备要低。10年以前，这些设备与 个人电脑一样是非线性负载，但今天它们已经完全接受要求其采用“功率因数校 正”设计进行生产的国际规章。 规章 业界对于减少交流电源系统中的非线性负载量有很大的兴趣。非线性负载会降低公 用电力系统的配电能力，并使提供给附近客户的交流电波形失真，从而降低电源质 量等级。此外还存在导致客户设施起火的风险。 2003 施耐德旗下的APC。版权所有。未经版权所有者书面许可，不得对本出版物的任何部分进行使用、复制、影印、传 4 输，或保存至任何性质的任何检索系统中。 在20世纪80年代，公共电力企业和包括IEC （国际电工委员会）在内的国际公约机 构注意到了电气设备耗电量所占百分比以及此类设备采用“电容输入开关电源”的 百分比均日益提高的趋势。日光灯、高性能空调系统以及个人电脑是推动这一变化 的主要产品类别。面对这种趋势，IEC于1982年制定了国际标准IEC 555-2 “在交流 主要线路中的谐波注入”。该标准专门限制“非专业”设备的谐波电流注入。瑞 士、日本及其他国家在IEC 555标准发布后很快就采用了该标准。 全球计算机产品供应商们在20世纪80年代最早开始感受到向已采用IEC 555-2标准 的国家销售计算机受到了限制。这种形势促成了功率因数校正电源技术的发展。 1995年，IEC引入了经过更新的IEC 555-2标准，称为IEC 1000-3-2 。在IEC 1000- 3-2中，适用范围大大超出IEC 555-2 ，涵盖了每相吸收电流不超过16A的所有设 备。该标准对采用非线性开关电源的产品的谐波绝对值和百分比值均增加了额外的 限制。除美国和欧共体之外的许多国家采用了这一标准。欧共体在1995年稍晚时候 采用了其自行制定的这一标准的对应版本，即EN61000-3-2 ，并要求设备制造商遵 守名为“电磁兼容性指令”的欧共体指令之下的标准。该指令允许制造商在1998年 之前采用已有的产品设计。后来欧共体又将这一期限延长至2001年1月1日。 该标准对谐波电流注入作如下限制： 谐波阶次 每瓦特功率最大许可谐波电流 （ma/W ） 3 3.4 5 1.9 7 1 9