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行业新闻

谐波对等离子引发的问题及解决措施

来源: 时间:2018-06-04 11:22:46 次数:


谐波电流在电源系统内以及装置内均会造成问题。但其影响和解决措施非常不一样,需要分别处理;适用于消除谐波在装置内不良影响的办法并不能减少谐波在电源系统内造成的畸变,反之亦然。

装置内的谐波问题及解决措施:有几个常见多发的问题是由谐波引起的:电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器的误动作等。

①电压畸变:因为电源系统有内阻抗,所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变(这是产生"平顶"波的根源)。此阻抗有两个组成部分:电源接口(PCC)以后的电气装置内部电缆线路的阻抗和PCC以前电源系统内的阻抗,用户处的供电变压器即是PCC的一例。

由非线性负荷引起的畸变负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。合成的畸变电压波形加到与此同一电路上所接的全部其他负荷上,引起谐波电流的流过,即使这些负荷是线性的负荷也是如此。

解决的办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开,线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点开始由不同的电路馈电,使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。

②过零噪声:许多电子控制器要检测电压的过零点,以确定负荷的接通时刻。这样做是为了在电压过零时接通感性负荷不致产生瞬态过电压,从而可减少电磁干扰(EMI)和半导体开关器件上的电压冲击。当在电源上有高次谐波或瞬态过电压时,在过零处电压的变化率就很高且难于判定从而导致误动作。实际上在每个半波里可有多个过零点。

③中性线过热:在中性点直接接地的三相四线式供电系统中,当负荷产生3N次谐波电流时,中性线上将流过各相3N次谐波电流的和。如当时三相负荷不平衡时,中性线上流经的电流会更大。最近研究实验发现中性线电流会可能大于任何一相的相电流。造成中性线导线发热过高,增加了线路损耗,甚至会烧断导线。

现行的解决措施是增大三相四线式供电系统中中性线的导线截面积,最低要求要使用与相线等截面的导线。国际电工委员会(IEC)曾提议中性线导线的截面应为相线导线截面的200%

④变压器温升过高:接线为Yyn的变压器,其二次侧负荷产生3N次谐波电流时,其中性线上除有三相负荷不平衡电流总和外,还将流过3N次谐波电流的代数和,并将谐波电流通过变压器一次侧流入电网。解决上述问题最简单的办法是采用Dyn接线的变压器,使负荷产生的谐波电流在变压器△形绕组中循环,而不致流入电网。

无论谐波电流流入电网与否,所有的谐波电流都会增加变压器的电能损耗,并增加了变压器的温升。

⑤引起剩余电流断路器的误动作:剩余电流断路器(RCCB)是根据通过零序互感器的电流之和来动作的,如果电流之和大于额定的限值它就将脱扣切断电源。

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