如何消除三次谐波带来的隐患.pdfVIP

航天绿电 2012年6月 实践电能质量控制技术 第二分册：3次谐波电流的危害和解决 航天科工集团第二研究院706所 杨继深 Jsh_yang@ 随着建筑物中的电气负荷以节能灯、信息设备等为主要负载，零 线电流过大的现象十分普遍。造成这种现象的根本原因是单相整流电 路。 零线上的电流过大的危害极大，这是因为零线上没有保护装置。 配电线路的保护装置一般安装在相线上，因此，相线上一旦出现过大 的电流，保护装置会动作，避免线路过热。而零线上没有保护装置， 电流过大时，只能任其过热，酿成火灾隐患。 因此，信息设备和节能灯集中的建筑物中，必须充分考虑这种火 灾隐患。实际上，20年前，在欧美发达国家，很多火灾是中线过热导 致的。现在，欧美国家对信息设备设备的谐波电流进行了严格限制， 并在工程中特别关注，中线过热的现象已经很少见到。 中国刚开始进入信息化、电子化，各种电子设备（电脑、电视、 变频空调、电磁炉等）的数量急剧增加，零线电流过大的问题日益显 露出来。零线电流多大的问题本身并不可怕，可怕的是几乎所有的人 还没有认识到这种危害，因此没有防范措施，从设计开始就埋下了隐 患。 这本小册子介绍相关的知识。 杨继深 jsh_yang@ 1 航天绿电 2012年6月 三次谐波的来源 电压 电流 脉冲状的电流中包含了高次谐波成分，3次谐波电流最大。 目前，几乎所有的电气负荷为整流电路负荷。 三次谐波电流主要来自于单相整流电路。 图示的是一个典型的单相整流电路，电路中的电容是平滑电容， 大部分整流电路中都包含这个电容，否则直流电压的纹波很大。这个 电容是导致三次谐波电流的主要原因。 熟悉电路的人都知道，平滑电容的电压被充电到交流电的峰值 后，就维持在交流电峰值附近。当交流电的电压低于电容上的电压 时，电网上没有电流流入负载。这时，负载的电流由电容供给，随着 输出电流，电容的电压开始降低，在某个时刻，交流电的电压会高于 电容上的电压，这时，电网上才会有电流流入电容（给电容充电，使 电容上的电压升高）和负载中。因此，电网仅在接近电压峰值的时刻 向负载输入电流，电流的形状为脉冲状。 通过付立叶分析可知，这种脉冲状的波形包含丰富的三次谐波成 分。 杨继深 jsh_yang@ 2 航天绿电 2012年6月 传统与现代负荷的比较 线性负荷：电流 的波形与电压的 波形相同