3次諧波造成變壓器過(guò)熱、零線電流過(guò)大的原因及解決辦法

返回列表來(lái)源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時(shí)間：2016-05-05分享加入收藏關(guān)注：-

         現(xiàn)代電氣負(fù)荷與傳統(tǒng)電氣負(fù)荷發(fā)生了很大的變化。過(guò)去的負(fù)荷以電阻(照明、加熱)、電感(電動(dòng)機(jī))為主，現(xiàn)在的負(fù)荷很多是整流電路。例如在三相四線供電系統(tǒng)中，大量使用的節(jié)能燈、LED大屏幕、以計(jì)算機(jī)為代表的信息設(shè)備等都采用了整流電路。3次等零序性諧波由單相整流負(fù)載產(chǎn)生，并帶來(lái)了嚴(yán)重危害，包括3次諧波帶來(lái)功率損耗增加、縮短設(shè)備壽命、接地保護(hù)功能失常、造成電子器件誤動(dòng)作、電容器損壞、附加磁場(chǎng)、零性線過(guò)載和電纜著火。
         三倍頻諧波(3次、9次 、15次)在三相中相位相同，幅值在零線上直接相加，因而導(dǎo)致了變壓器過(guò)熱甚至燒毀，零線電流過(guò)大引發(fā)火災(zāi)，以下就主要的兩方面問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。

1 .變壓器中三次諧波引起變壓器過(guò)熱
         三相四線制系統(tǒng)中變壓器一般采用？/Y連接，這樣零序性電流在變壓器的高壓線包中沒(méi)有流通回路，零序性諧波電流不能流入上游系統(tǒng)，減小了零序性諧波電流對(duì)上游系統(tǒng)的影響。但是變壓器低壓側(cè)三次諧波電流會(huì)在高壓側(cè)繞組感應(yīng)出三次諧波電流在△繞組形成環(huán)流，該環(huán)流很大，增加高壓繞組損耗，變壓器發(fā)熱嚴(yán)重。
         從變壓器紅外光圖可以看出，由于零序性3次諧波電流的影響，某工廠變壓器的溫度可達(dá)150℃，增加了變壓器附加發(fā)熱、加速絕緣老化、減少變壓器使用壽命;同時(shí)也帶來(lái)振動(dòng)和噪音問(wèn)題。

             圖1.三次諧波電流在變壓器繞組中流通         圖2.受3次諧波電流影響的變壓器紅外光

2.零線3次諧波電流過(guò)大，相線峰值電流過(guò)大
         3次諧波電流周期為150Hz，在一個(gè)工頻50Hz周期內(nèi)有3個(gè)周波，A、B和C相上的3次諧波相位是相同的，從圖3a所示相線與零線3次諧波電流可知，零線上3次諧波電流為相線的3倍。

圖3　相線與零線上3次諧波電流

         3次、9次、15次和21次等均為三倍次諧波電流，其在零線上幅值均是線性疊加的關(guān)系，零線電流的有效值可以按照以下公式計(jì)算。

         從圖3左圖所示相線與零線3次諧波電流可知，當(dāng)相線三次電流峰值為0.4時(shí)，零線電流峰值達(dá)到了1。由于零線中電流過(guò)大，使配電系統(tǒng)零線的電纜、導(dǎo)線出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷引起絕緣老化加速，零線過(guò)載和電纜著火。
         零線電流過(guò)大引發(fā)火災(zāi)的事故已經(jīng)多次出現(xiàn)，所帶來(lái)的影響不容忽視，應(yīng)在配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中引起廣泛關(guān)注，在已經(jīng)交付使用的商業(yè)建筑樓宇中也應(yīng)采用相應(yīng)的改進(jìn)措施對(duì)諧波污染的環(huán)境加以治理。
         圖3右圖所示相線與零線3次諧波電流，圖3b的上圖是相線電壓和電流有效值，圖3右圖的下圖為電壓和電流峰值，對(duì)比有效值和峰值可知，在電流有效值為23A時(shí)，電流峰值達(dá)到了69A，為有效值的3倍。因此，以電壓和電流峰值為檢測(cè)控制的繼電器等控制設(shè)備就會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。

         綜上所述，3次諧波造成變壓器過(guò)熱、零線電流過(guò)大。必須對(duì)零線3次諧波電流進(jìn)行治理。吉林某商場(chǎng)大量使用節(jié)能燈，有一臺(tái)1250KVA的變壓器在使用過(guò)程中發(fā)熱嚴(yán)重，其中有一路負(fù)載三相電流分別為72A、61A、92A，但該路的零線3次諧波電流達(dá)120A。安裝了北京領(lǐng)步LB3NBF系列三次諧波電流濾波器，解決了零線電流過(guò)大的問(wèn)題，將零線電流減小為原來(lái)的8%左右，變壓器發(fā)熱情況大大改善，由此消除了火災(zāi)隱患。

         13年來(lái)北京領(lǐng)步始終專注于“諧波干擾危害治理”“高低壓特殊無(wú)功補(bǔ)償”兩方面進(jìn)行辛勤耕耘與技術(shù)積累，專注成就品質(zhì)、質(zhì)量鑄就品牌，為各類諧波治理用戶提供“24小時(shí)技術(shù)咨詢”“免費(fèi)檢測(cè)分析”“方案設(shè)計(jì)與性價(jià)比評(píng)估”，了解更多<諧波治理>方案，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(guó)統(tǒng)一服務(wù)熱線400-056-5258，我們期待您的來(lái)電！

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