一、三次諧波產(chǎn)生的原因

      三次諧波電流主要來自于單相整流電路。熟悉電路的人都知道，平滑電容的電壓被充電到交流電的峰值后，就維持在交流電峰值附近。當(dāng)交流電的電壓低于電容上的電壓時(shí)，電網(wǎng)上沒有電流流入負(fù)載。這時(shí)，負(fù)載的電流由電容供給，隨著輸出電流，電容的電壓開始降低，在某個(gè)時(shí)刻，交流電的電壓會(huì)高于電容上的電壓，這時(shí)，電網(wǎng)上才會(huì)有電流流入電容（給電容充電，使電容上的電壓升高）和負(fù)載中。因此，電網(wǎng)僅在接近電壓峰值的時(shí)刻向負(fù)載輸入電流，電流的形狀為脈沖狀。通過付立葉分析可知，這種脈沖狀的波形包含豐富的三次諧波成分。

二、產(chǎn)生三次諧波的主要負(fù)載

當(dāng)今社會(huì)幾乎所有的電子電路都需要用直流供電來工作，因此整流電路無處不在。其中對(duì)配電系統(tǒng)造成巨大影響的典型設(shè)備包括：

1. 通信設(shè)備、UPS電源、辦公自動(dòng)化設(shè)備

2. 大型醫(yī)療設(shè)備

3. 電視機(jī)為代表的家用電器，特別是變頻空調(diào)、電磁爐等

4. 節(jié)能燈、調(diào)光燈等照明設(shè)備

5. 大尺寸的LED屏幕

      電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的電流為很窄的脈沖波，這是很典型的單相整流電路的電流波形，實(shí)際上，任何使用開關(guān)電源作為直流電源的設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生這種電流的波形。這是三次諧波電流的主要來源。

      目前大量使用的大尺寸LED屏幕，采用很多開關(guān)電源并聯(lián)供電，因此LED屏幕產(chǎn)生的3次諧波電流很大。調(diào)光燈通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制電壓的有效值。因此，他的電流也不是正弦波。節(jié)能燈也是目前常見的負(fù)載，他的電流也是脈沖狀的。實(shí)際上，現(xiàn)代建筑物中，節(jié)能燈導(dǎo)致的三次諧波電流已經(jīng)成為主要的危害。

三、三次諧波引起的故障

1. 三次諧波引起變壓器過熱

      諧波電流在流過變壓器時(shí)，會(huì)造成變壓器的損耗增加，從而導(dǎo)致變壓器的溫度過高。其中，三次諧波電流造成變壓器過熱的情況最為嚴(yán)重。當(dāng)負(fù)載全部為信息設(shè)備和節(jié)能燈時(shí)，變壓器的容量往往僅能達(dá)到銘牌上標(biāo)稱容量50%。

      變壓器的初級(jí)繞組溫度很高，盡管變壓器還沒有達(dá)到額定的功率。這是由于3次諧波電流在初級(jí)繞組中形成環(huán)流所致。

2. 三次諧波引起跳閘

      過流保護(hù)裝置意外動(dòng)作，雖然實(shí)際電流并沒有達(dá)到保護(hù)的閾值，這是由于包含3次諧波的電流在同樣有效值的條件下具有更大的峰值。

3. 三次諧波引起零線過熱

      零線電流超過相線電流，盡管3相的負(fù)荷平衡，往往導(dǎo)致零線過熱。造成零線過熱的原因就是零線電流過大。零線不同于相線，他沒有過流保護(hù)裝置，因此在電流過大的情況下，不會(huì)進(jìn)行保護(hù)，只能任憑發(fā)熱。在一般配電系統(tǒng)中，零線的截面積并不比相線大（甚至更?。?，超過相線的電流必然會(huì)導(dǎo)致零線過熱；零線上沒有保險(xiǎn)裝置，不能像相線那樣在過流時(shí)自動(dòng)斷開。因此，零線上過大的電流必然導(dǎo)致零線過熱。

四、解決三次諧波的辦法

      上述提到了三次諧波的產(chǎn)生以及三次諧波容易引起的故障，那么出現(xiàn)了三次諧波的問題該如何解決？目前對(duì)于三次諧波的治理，效果比較明顯的方法有兩種：

1.有源濾波器(APF)

      當(dāng)對(duì)電壓畸變率有較高的要求時(shí)，可以使用有源濾波器。需要注意的是，有源濾波器僅對(duì)其安裝位置的上游有作用，對(duì)于下游負(fù)載沒有任何效果。因此要注意安裝的位置。不能安裝在變壓器的下端，這樣僅能夠降低變壓器的溫度，對(duì)于降低零線溫度沒有任何作用。

2.三次諧波零線濾波器

      如果對(duì)于電壓畸變率沒有嚴(yán)格的要求，僅是為了消除3次諧波電流的種種不良影響，使用零電流濾波器是性價(jià)比最高的方法。只要在變壓器的次級(jí)安裝一臺(tái)零線電流濾波器，就能夠減小零線90%以上的電流，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)免受三次諧波電流的危害，同時(shí)也相應(yīng)減少相線的電流，達(dá)到節(jié)能的效果。

      [領(lǐng)步中國]憑借15年來累積的經(jīng)驗(yàn)案例，解決了中小企業(yè)電能質(zhì)量問題的精準(zhǔn)定位，在國內(nèi)同類廠商中無論是業(yè)績(jī)案例還是技術(shù)成熟度，都能躋身行業(yè)前列。有源濾波器提升35%以上的諧波濾除能力，了解更多<諧波治理裝置>，歡迎點(diǎn)擊我們的在線客服進(jìn)行咨詢，或者直接撥打全國統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258，我們期待您的來電！