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在传统的电力系统中,具有线性阻抗变化特性的传统电气设备工作时不会对频率为50Hz呈现标准正弦波形的供电电源造成干扰影响,但随着现代电力电子技术的飞速发展,具有非线性阻抗特性的电气设备(又称为非线性负荷)应用得越来越多,这些非线性负荷工作时会造成电力系统供电频率与波形发生畸变,从中可以分解出不同频率的正弦波形,这部分被分解出来的非50HZ交流正弦波统称为谐波(harmonic),其中频率为50Hz三倍即150Hz的谐波称为3次谐波;频率为50Hz五倍即250Hz的谐波称为5次谐波;频率为50Hz七倍即350Hz的谐波称为7次谐波。
而LED节能灯、LED显示屏、充电器、加热器、变频器、消毒器、PC终端等采用单相二极管整流方式的非线性负荷在运行时都会产生比较严重的奇次谐波电流,其中3次谐波最大,为主要谐波成分,5次、7次、11次等谐波也明显偏高,但三次谐波电流不仅不能象基波及5次、7次、11次等其他频次谐波电流那样在零线上进行矢量抵消掉绝大部分,而是以360度矢量角完全叠加到零线上,导致零线上三次谐波电流为相线上的3倍左右,因此当单相整流负载产生的三次谐波电流含量达到35%以上时,零线电流就会异常增高超出了相线电流,很多情况下零线电流异常增高到相线电流的2倍左右,也给低压配电系统造成了多方面的危害,主要的现象包括以下几方面:
1)零线过流发热:导致电缆发热老化断裂,不仅会直接烧坏用电设备,还极易诱发难以检查防控的火灾隐患;
2)配电保护异常跳闸:即使线路上的负荷还没有达到配电设计容量,也会出现零序保护跳闸,造成配电系统不稳定,影响正常供电;
3)变压器过温异响:大量零线谐波电流回流到变压器后,直接导致变压器发热升温噪声增大,加速变压器的性能衰减,缩短了变压器的寿命,严重时直接导致变压器烧毁;
4)电能明显浪费:配电系统中存在比较大的三倍频奇次谐波电流,会直接增加负载设备与供电设备的电能消耗,危及无功补偿设备的安全运行,造成比较明显电能的浪费。
零线电流谐波治理方法:
终端电气治理装置-ANSNP 中线安防保护器并联在负载末 端的低压配电系统中,集“互联-监测-分析-治理”四位一体,通过对配电系统 从设备级监测到电能质量预判、异常数据分析,从而达到精准治理补偿的方案 要求,实现了“闭环管理”-监测、报警、控制、保护、安全隐患及早识别、运 行故障及时处理,全面保障整个末端供配电系统安全、可靠、稳定的运行。 系统产品功能:1)低次谐波(2-63 次)治理、三相不平衡自动调节、中 性线电流治理、无功功率补偿及末端低电压稳定;2)采用人性化的人机界面设计,可支持中英文切换。用户可通过触摸屏对装置进行参数控制、信息读取和
状态改变等操作,并能显示运行状况、测量数据、故障报警等信息;3)遥测:补偿设备输出电流,电网电压/电流,电网电压谐波/电流谐波,电网频率,有功功率,无功功率,视在功率,功率因数;4)遥信:补偿设备工作状态(运行 /停止/故障),输入过欠压、缺相、错相,过温、过流;5)具有稳定性保护功能,当系统处于不稳定状态时,设备能自动与系统脱开,包括电网过欠压、电网错缺相、IGBT 异常、装置过流、装置过温、直流母线过欠压、过载自动限流等保护,确保装置安全无故障运行,同时具备定时限和反时限的功能;6)取得国家权威检验中心出具的型式试验检验报告及《国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心(北京)》和《公安部安全与警用电子产品质量检测中心》出具的安防报告。

零线电流谐波治理装置的安装接线方式

零线电流谐波治理装置的安装效果
上海某商场治理点位较多,现拿出1个治理点位做 N 线电流治理显示。
N 线电流治理效果对比:

通过对现场的数据检测,发现该店铺内 A/B/C 三相电流不平衡问题和谐波问题,因此导致 N 线电流带电,数据中可以看到治理前 A 相、B 相、C 相和 N 相分别为 18.8A、15.5A、18.6A 和 16.5A,设备补偿治理开启后,A 相、B 相、C相和 N 相分别为 16.1A、15.9A、16A 和 1.2A,三相不平衡和 N 线电流问题得到显著解决,设备运行稳定。