什么是谐波？

电力系统中的谐波是指电力信号中出现的有害失真，它会破坏原本平滑的电信号波形。谐波是由非线性负载引起的，这些负载消耗的电流并非纯正弦波，而是包含基波和非基波成分。最常见的例子是变频器 (VFD) 中使用的三相整流器。谐波含量通常用一个称为谐波失真的数值来概括。

数据中心谐波的来源

使用非线性负载通常是出于提高效率的考虑。不同的谐波负载具有独特的谐波特征。数据中心中常见的谐波负载包括冷水机组、水泵、风扇和冷却液分配单元 (CDU)。

谐波的影响

谐波电流会流经所有基础设施，并可能导致上游部件（包括变压器甚至线路）产生额外的热量。

谐波电流畸变 (THID) 会产生谐波电压畸变，影响系统连接的所有设备。这种电压畸变会导致设备故障和性能不稳定，甚至可能导致设备完全失效。总谐波会对数据中心的可靠性产生重大影响。

解决方案：SyntriX AHF™

有源谐波滤波器测量系统谐波并产生反谐波以抵消它们。传统的有源滤波器采用绝缘栅双极型晶体管 (IGBT) 技术。MTE 的 SyntriX AHF™ 采用碳化硅 (SiC) 技术，与 IGBT 滤波器相比，系统效率可提高高达 1%。对于功耗巨大的数据中心而言，这 1% 的效率提升意义重大。

除了提高效率外，SyntriX AHF™ 中的 SiC 技术还使其尺寸比类似尺寸的 IGBT 器件小 30%。

如何指定

有源谐波滤波器是根据所需的校正电流来设计的。校正电流可以仅使用两个值来估算：负载电流 (I)。_L乘以谐波电流畸变率 (THID)。对每个非线性负载进行此计算，并将结果相加以确定总校正电流。

典型的非线性负载的THID值约为30-40%。该范围可用于帮助估算谐波滤波器的要求。

过滤器的实现位置

有源谐波滤波器通过将其与非线性负载连接到同一电压源来实现。电流互感器 (CT) 则连接在上游，用于测量待校正的电流。有源滤波器的一个潜在应用位置是开关设备中（见图 1）。

图 2：UPS 主动式滤波器实现

数据中心谐波的主要来源之一是冷水机组。由于每台冷水机组都会产生大量的谐波，因此通常需要对每台设备进行谐波抑制。谐波抑制可以通过被动式（图 3）或主动式（图 4）滤波器来实现。

图 4：主动式过滤冷水机实施方案