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3次谐波造成变压器过热、零线电流过大的原因及解决办法

返回列表来源:领步电能质量发布时间:2016-05-05加入收藏关注:-

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         现代电气负荷与传统电气负荷发生了很大的变化。过去的负荷以电阻(照明、加热)、电感(电动机)为主,现在的负荷很多是整流电路。例如在三相四线供电系统中,大量使用的节能灯、LED大屏幕、以计算机为代表的信息设备等都采用了整流电路。3次等零序性谐波由单相整流负载产生,并带来了严重危害,包括3次谐波带来功率损耗增加、缩短设备寿命、接地保护功能失常、造成电子器件误动作、电容器损坏、附加磁场、零性线过载和电缆着火。
         三倍频谐波(3次、9次 、15次)在三相中相位相同,幅值在零线上直接相加,因而导致了变压器过热甚至烧毁,零线电流过大引发火灾,以下就主要的两方面问题进行说明。

1 .变压器中三次谐波引起变压器过热
         三相四线制系统中变压器一般采用?/Y连接,这样零序性电流在变压器的高压线包中没有流通回路,零序性谐波电流不能流入上游系统,减小了零序性谐波电流对上游系统的影响。但是变压器低压侧三次谐波电流会在高压侧绕组感应出三次谐波电流在△绕组形成环流,该环流很大,增加高压绕组损耗,变压器发热严重。
         从变压器红外光图可以看出,由于零序性3次谐波电流的影响,某工厂变压器的温度可达150℃,增加了变压器附加发热、加速绝缘老化、减少变压器使用寿命;同时也带来振动和噪音问题。

三次谐波电流在变压器绕组中流通,受3次谐波电流影响的变压器红外光

             图1.三次谐波电流在变压器绕组中流通         图2.受3次谐波电流影响的变压器红外光


2.零线3次谐波电流过大,相线峰值电流过大
         3次谐波电流周期为150Hz,在一个工频50Hz周期内有3个周波,A、B和C相上的3次谐波相位是相同的,从图3a所示相线与零线3次谐波电流可知,零线上3次谐波电流为相线的3倍。

相线与零线上3次谐波电流


图3 相线与零线上3次谐波电流

         3次、9次、15次和21次等均为三倍次谐波电流,其在零线上幅值均是线性叠加的关系,零线电流的有效值可以按照以下公式计算。

QQ截图20160505135336

         从图3左图所示相线与零线3次谐波电流可知,当相线三次电流峰值为0.4时,零线电流峰值达到了1。由于零线中电流过大,使配电系统零线的电缆、导线出现过负荷引起绝缘老化加速,零线过载和电缆着火。
         零线电流过大引发火灾的事故已经多次出现,所带来的影响不容忽视,应在配电系统的设计中引起广泛关注,在已经交付使用的商业建筑楼宇中也应采用相应的改进措施对谐波污染的环境加以治理。
         图3右图所示相线与零线3次谐波电流,图3b的上图是相线电压和电流有效值,图3右图的下图为电压和电流峰值,对比有效值和峰值可知,在电流有效值为23A时,电流峰值达到了69A,为有效值的3倍。因此,以电压和电流峰值为检测控制的继电器等控制设备就会发生误动作。

         综上所述,3次谐波造成变压器过热、零线电流过大。必须对零线3次谐波电流进行治理。吉林某商场大量使用节能灯,有一台1250KVA的变压器在使用过程中发热严重,其中有一路负载三相电流分别为72A、61A、92A,但该路的零线3次谐波电流达120A。安装了北京领步LB3NBF系列三次谐波电流滤波器,解决了零线电流过大的问题,将零线电流减小为原来的8%左右,变压器发热情况大大改善,由此消除了火灾隐患。


         13年来北京领步始终专注于“谐波干扰危害治理”“高低压特殊无功补偿”两方面进行辛勤耕耘与技术积累,专注成就品质、质量铸就品牌,为各类谐波治理用户提供“24小时技术咨询”“免费检测分析”“方案设计与性价比评估”,了解更多<谐波治理>方案,欢迎点击我们的在线客服进行咨询,或者直接拨打全国统一服务热线400-056-5258,我们期待您的来电!

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