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三次諧波對(duì)中線安防的影響與治理方案

更新時(shí)間: 2022-07-07   點(diǎn)擊次數(shù): 937次

一.簡(jiǎn)述三次諧波

1. 三次諧波的概念

對(duì)周期性非正弦電量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解,可得到頻率為基波整數(shù)倍的電量,這些電分量被統(tǒng)稱為諧波。其中,頻率為基波三倍的電量被稱為三次諧波。在社會(huì)的高速發(fā)展下,民眾與社會(huì)對(duì)于電能的需求量與日俱增,對(duì)電能質(zhì)量的要求也日漸提高。隨著種類豐富的電子設(shè)備在民眾生活中的廣泛普及,其中具有非線性負(fù)荷特性的電子設(shè)備也使電力系統(tǒng)中的電壓、電流狀態(tài)出現(xiàn)了一些改變。在利用傅里葉級(jí)數(shù)分解分析電壓、電流波形時(shí),便會(huì)發(fā)現(xiàn) 50Hz220V電力中存在一些150Hz交流的正弦波,即頻率50Hz的三倍的三次諧波

2. 三次諧波的產(chǎn)生原因

在通常情況下,受三次諧波污染嚴(yán)重的用電場(chǎng)景便為低壓配電網(wǎng)。其中,致使電網(wǎng)中出現(xiàn)三次諧波的非線性負(fù)荷主要包括以下幾類:

1)晶閘管電源、電弧焊接等。

2)彩色電視機(jī)和監(jiān)視器:根據(jù)有關(guān)調(diào)查可知,該部分電氣設(shè)施在日常工作過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生含量高的三次諧波。

3)變頻器:在日常生活階段,洗衣機(jī)、空調(diào)以及微波爐等電氣設(shè)備被廣泛使用,這部分設(shè)備一般都擁有“變頻”的功能。

4)鎮(zhèn)流器、熒光燈或者節(jié)能燈等:根據(jù)有關(guān)調(diào)查可知,這部分電器在日常的工作環(huán)節(jié)中一般都會(huì)擁有大比例三次諧波的電流量。

3. 三次諧波的不良影響

   1使電網(wǎng)出現(xiàn)發(fā)熱的狀況,嚴(yán)重時(shí)引發(fā)安全事故。

   2對(duì)電子元器件日常的使用和運(yùn)行產(chǎn)生不良影響致使其產(chǎn)生錯(cuò)誤操作

   3嚴(yán)重浪費(fèi)電能

   4嚴(yán)重縮短電力設(shè)施使用壽命

綜上所述可知三次諧波不僅僅會(huì)產(chǎn)生諸多危害更會(huì)對(duì)電網(wǎng)整體的穩(wěn)定性以及安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響進(jìn)而影響民眾的日常生產(chǎn)生活有關(guān)活動(dòng)行為以及社會(huì)的和諧發(fā)展所以有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)采取合理措施減少乃至避免三次諧波的危害

二.三次諧波對(duì)中性線的影響

伴隨科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展越來(lái)越多微波爐空調(diào)和洗衣機(jī)等變頻電器被廣泛應(yīng)用于民眾的生活中通常情況下上述電器均為非線性負(fù)載其在工作時(shí)三次諧波占比極大這種不良現(xiàn)象除了會(huì)增加整體電力系統(tǒng)的耗損更會(huì)致使中性線線負(fù)載變大嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)整體的安全性以及穩(wěn)定性甚至?xí)l(fā)一系列的安全事故

三.對(duì)三次諧波治理的合理建議

對(duì)于單相整流電路非線性負(fù)荷而言傳統(tǒng)無(wú)源濾波器并不適用這主要是由于其濾波效果極差同時(shí)還會(huì)生成較大容性無(wú)功,而這部分容性無(wú)功既是非線性負(fù)荷不會(huì)用到的也是整體電網(wǎng)不需要的因此有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)采用有源濾波器進(jìn)行治理。在單獨(dú)使用此類濾波器對(duì)線路中諧波電流進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候能夠生成將其抵消的補(bǔ)償類電流然而從整體效果上來(lái)看此類濾波器只能夠確保安裝部位上游的諧波電流變小卻不能對(duì)下游線路產(chǎn)生效果所以當(dāng)對(duì)上述特征加以了解后便能夠針對(duì)性地處理三次諧波污染即將有源的濾波器安裝到存在三次諧波的下游線路中除此之外經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐可知當(dāng)濾波器距離三次諧波電流源頭越近其防治的效果越好與此同時(shí)若三次諧波的過(guò)濾器為并聯(lián)形式也能夠有效降低三次諧波的電壓所以將三次諧波的濾波器并聯(lián)于非線性的負(fù)荷比較大供電點(diǎn)處時(shí)能夠?qū)⑷沃C波影響的危害控制在較低。

四.安科瑞中線安防保護(hù)器(ANSNP)介紹

ANSNP系列中線安防保護(hù)器并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中,能夠?qū)?dòng)態(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的跟蹤和補(bǔ)償。中線安防保護(hù)器的基本原理為

通過(guò)電流檢測(cè)環(huán)節(jié)采集系統(tǒng)中性線上過(guò)電流信息,經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量,產(chǎn)生諧波電流指令,通過(guò)功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與過(guò)電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流,并注入中性線,從而消除中性線中過(guò)大的電流。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1) 對(duì)3N次諧波和三相不平衡引起的中性線過(guò)電流均可治理;

2) 具有過(guò)流反饋功能,可以自主設(shè)定過(guò)電流反饋值,進(jìn)一步保障中性線安全;

3) 具有風(fēng)扇自動(dòng)調(diào)速功能,進(jìn)一步降低模塊能耗和運(yùn)行噪音;

4) 人性化的人機(jī)交互界面,可通過(guò)該界面看到系統(tǒng)和本體的實(shí)時(shí)電能質(zhì)量信息,操作簡(jiǎn)單;

5) 采用進(jìn)口IGBT,功率密度大,可靠性高;

6) 采用DSP高速檢測(cè)和運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng);

7) 模塊主電路采用三電平拓?fù)洌?/span>

8) 標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì),縮短交付周期,同時(shí)提高了使用的可靠性和可維護(hù)性。

五.安科瑞中線安防保護(hù)器應(yīng)用案例

如下所示,為青島某商場(chǎng)配電間內(nèi)中線安防保護(hù)器現(xiàn)場(chǎng)安裝情況與治理前后數(shù)據(jù)對(duì)比.

 

image.png

現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

   image.pngimage.png

補(bǔ)償前后數(shù)據(jù)對(duì)比

 

聯(lián)


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