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杜绝三次谐波的产生,根治零线电流过大

返回列表来源:领步电能质量发布时间:2018-03-07加入收藏关注:-

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          我们都知道随着电子科技技术的发展,非线性负载的大量使用,使得我们干净的电网系统产生了工频50Hz正整倍数的电流波形,我们称之为谐波。而其中以三次谐波Z为特殊。


一、三次谐波的特殊性
          首先三次谐波主要的来源是单项整流电路,单相整流电流的电流是脉冲状电的电流,由于脉冲很窄(不小于60°),因此当第一相线上出现电流时,第二相和第三相上的电流为0,因此在零线上不会发生抵消,相线上出现的每个电流脉冲也会出现在零线上,由下图可知,中线上的电流脉冲数是相线上的电流脉冲数的3倍,根据电流有效值的计算方法,中线上的电流会达到相线的1.7倍,如果整流电路的电流的脉宽是60°,就会在中线上发生重叠的现象,这时中线上的一部分电流发生抵消,实际的零线电流会小于相线电流的1.7倍。
           三次谐波会在零线上叠加Z终导致零线电流过大,因为三相电流的每相电流之间的相位差是120°,因此三次谐波电流的相位相差360°(3×120°=360°)对于 交流电而言,相位相差360°意味他们是同相位的,因此,他们在零线上是算数叠加的。这就是三次谐波的特殊性。其实不仅是三次谐波有这样的特性,只要是汽基波频率3倍的谐波都应该具有这样的特性,这些频率是基波频率3倍称为3倍谐波,他们在零线上都是算数叠加的,但是6次、9次以及更高的3倍频率很小,甚至没有,因此不予考虑。


二、零线电流过大的危害
         零线上的电流超过相线电流是巨大的安全隐患。零线上没有过流保护装置,因为电工规范中不允许在零线上安装保护装置。因此,零线即使在电流过大的情况下,也不会出现保护,而是任凭零线发热。在一般建筑物中,零线的截面积不会超过相线的截面积,甚至小于相线的截面积。因此,如果零线上的电流超过相线电流,就会过热。
          上面我们已经看到,零线上的电流Z大会达到相线电流的1.73倍。根据P=I2R的公式,零线上的功耗是相线功耗的1.732倍,也就是3倍!如此大功耗,会导致零线温度很高,一个结果是将零线烧断,另一个后果是造成火灾隐患。

零线电流过大的危害web

三、治理方法
1、有源滤波器
          当对电压畸变率有较高的要求时使用。需要注意的是,有源滤波器仅对其安装位置的上游有作用,对于下游没有任何效果。因此要注意安装的位置。不能安装在变压器的下端,这样仅能够降低变压器的温度,对于降低零线温度没有任何作用。


有源滤波器web


2、三次谐波滤波器
          如果对于电压畸变率没有严格的要求,仅是为了消除3次谐波电流的种种不良影响,使用三次谐波零线滤波器是性价比Z高的方法。只要在变压器的次级安装一台LB3NBF,就能够保护整个系统免受三次谐波电流的危害。但是3NBF作用仅在于消除3次谐波电流的影响,对于改善整个系统的电能质量效果很小。



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