为何3次谐波导致零线电流偏大？

2024-04-17

一、何为3次、5次、7次谐波？在正常电力系统中，具有线性阻抗变化特性的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影响。但随着电力电子技术的发展，具有非线性阻抗特性的电气设备（非线性负荷）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、波形发生畸变，从中可以分解出不同频率的正弦波形，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。二、灯光产生的谐波有哪些危害？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，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3次谐波电流不仅不能像基波及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3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3次谐波电流含量达到35%以上时，零线电流就会异常增高超过相线电流。广东某陶瓷生产车间布置的大量LED灯很多情况下零线电流异常增高到相线电流的2倍左右，给低压配电系统造成了极大危害，主要包括四方面：A、零线过流：导致电缆发热老化断裂，烧坏用电设备，诱发难以防控的火灾隐患；B、配电保护异常跳闸：即使线路上的负荷没有达到配电设计值，也会出现零序保护跳闸；C、变压器过温：大量零线谐波电流回流到变压器，导致变压器发热升温、噪声增大；D、电能浪费：配电系统中的3次谐波电流会直接增加负载设备与供电设备的电能消耗。三、为何3次谐波会如此之大？在正常的三相四线制配电系统中，假设三相负荷平衡，零线中的电流应该很小。但是某建筑物四周的广告灯箱，采用电子镇流器的荧光灯照明；三相线路的负荷均衡，每相电流大约为60A，但是零线电流达到90A，这是为什么呢？答：这是由于整流电路导致的。当相线的电流波形为正弦波时，如果它们相差120，并且幅度相同，在零线上矢量叠加的结果是总和为0；但是如果相线上的电流是脉冲状的，并且相差120，则他们在中线上会叠加；零线上的脉冲电流是相互错开的，无法抵消；数一下零线上的脉冲电流个数，在一个周期内有三个，因此零线上的电流是各相线电流的总和。如今电气负荷大多数为整流电路负载，因此即使三相负荷平衡，零线上也会有较大的电流。零线电流过大的危害主要有两个方面的原因：A、 零线的截面积并不比相线大，超过相线的电流必然会导致零线过热；B、 零线上没有保险装置，不能像相线那样在过流的清况下自动断开。瀚尔爵HDA-UPQS产品的相线、零线的铜牌截面积对比四、如何治理三次谐波？3次谐波电流之所以危害很大，是因为3次谐波电流在中线上叠加，会导致中线电流过大，从而造成火灾隐患。如今，大部分单相负荷都是以整流器为输入电路的设备，小到手机充电器，大到变频器等功率驱动设备，3次谐波的问题迅速显现。近几年，许多商场对于零线电流值有店铺工程验收指标值，因此零线电流治理势在必行。在配电柜的母线上安装中线安防保护器HDA-SNP70-0.4/B、终端电气综合治理保护系统HDA-NTPS、有源滤波器HDA-APF-100/400H-4LM是解决这类问题的理想方法。设备根据检测到相线上的谐波电流，向相线注入相位相反的谐波电流，以消除母线上的谐波电流。需要注意的是，设备的作用是保证滤波器的上游满足谐波要求，因此在安装时要选择合理的安装位置，避免滤波器的下游残留谐波造成危害。

电容柜中电抗器如何测量是否损坏？

2024-03-25

电抗器是无功补偿系统中重要的元件，其作用是在交流电路中提供电感性阻抗，从而限制电流的流动。电抗器的原理是利用线圈中的电感作用，使得电流在通过电抗器时会产生相位差，从而限制电流的流动。电抗器的符号通常是一个线圈，其图形可以是一个简单的线圈或者是一个带有铁芯的线圈。问题一：如何测量电抗器的好坏？答：可以使用LCR表/万用表，在测量电抗器时，需要将电抗器与测试仪器连接，并设置测试仪器的测量模式为电感或者阻抗；通过测试仪器读取电抗器的电感值或阻抗值来判断。问题二：电抗器损坏一般有什么表现？答：电抗器过度发热，发热可能是因为电阻损坏或内部绕组短路导致；电抗器过度异响，发出嗡嗡声或者类似呼噜声，可能表明电抗器内部已故障；如果电抗器容易出现故障，可能是因为设计不当或者材料质量差导致的。此时可以采取更换电抗器或者对电抗器进行改进等措施。问题三：怎样判断一个电抗器质量的好坏？答：电抗器质量的好坏主要通过绝缘水平、噪声、温升、过电流能力与耐温等级来确定。其主要是由铁芯、漆包线、绝缘介质组成的。其中铁芯的质量直接关系到过电流能力，使用好的铁芯会使电抗器的过电流能力更高，损耗更小。铁芯都是有硅钢片叠加而成，后期真空浸漆的。硅钢片质量的优劣、生产时的叠加工艺都会直接影响电抗器质量。上海展会上干式电容器和纯铜电抗器的标准组合

一文阐述为什么要安装电容器进行无功补偿？

2024-02-22

电力设备中对有功功率相对容易理解，因为它能做功、产生热量、带动电机旋转。但“无功功率”一般则难于理解，它仅存在于交流电中，直流电不存在无功功率的问题。例如，当交流电流通过纯电容或纯电感负载时并不做功，也就是说纯电容或者纯电感负载不消耗有功功率，但在它们中流过的电流以及对应电压就形成了交流功率，这种交流功率即称为“无功功率”。理论上讲，无功功率是不做功的，当然它不应该产生光和热，更不能带动电机的旋转。往往我们遇到的负载很少有纯感性或纯容性，正常都是混合性负载，这样电流在通过它们的时候，有部分功率能做功，有部分功率不能做功，不能做功的功率就是无功功率，为了直观的体现无功功率和有功功率的关系，人们采用【功率因数】的概念来表述电能的利用率。越接近1，说明有功功率的占比高，电能的利用率高；反之，越接近0，说明有功功率的占比低，电能的利用率则低。为了提高电能的利用率，就提出了“无功补偿”的概念。欧洲原装进口的电力电容器（干式）随着电力系统的不断发展，无功补偿装置作为一种重要的电力设备，得到了广泛的应用。无功补偿装置的主要作用是补偿无功功率，提高电力系统的功率因数，降低线损，改善电压质量，增强系统的稳定性。    打个比方，某用电大户出资安装了一台2500KVA的变压器。变压器运行的时候，则会产生有功和无功，业主当然希望无功越少越好，这样便有充分的空间去做有功。就好比酒精饮料，你出资购买了一大杯啤酒，杯子中有啤酒和啤酒泡沫，你当然希望杯子中啤酒越多、泡沫越少越好，这样才划算。这里，啤酒就类比为有功，泡沫类比为无功，而无功补偿就是这样一种装置，达到这种“划算”效果。功率因数中的有功&无功=杯子中的啤酒&泡沫