图解三次谐波导致中性线电流增大原理,谐波导致零线电流过大

随着电力电子技术的发展,低压配电网络中的三次谐波污染越来越严重。最直接危害的是三次谐波电流会增大中性线电流,使线路过载,导致绝缘加速老化甚至引起火灾。

我们知道,三相四线制系统,当三相负载平衡时,三相电流矢量和为零,即中性线电流为零。

但当出现三次谐波时,由于三相三次谐波相位相同,谐波电流会在中性线叠加,导致通过中性线的电流明显增大,甚至超过相线电流。文字描述太绕嘴,还是看图比较直观,大家请看下面的相位图:

不过有几点必须说明一下:

1、本文以三次谐波为例,其实三次倍的三次谐波电流均会导致中性线电流增大,不过三次谐波占的比重较大;

2、三次谐波不仅会导致中性线的电流增大,也会导致相线电流增大,只不过幅度要小一些;

图解三次谐波导致中性线电流增大原理,谐波导致零线电流过大

为什么三次谐波会引起零线电流过大

那是对三相对称电源而言的,正常三相对称交流电的零线电压和电流为相量之和,其值相互竖租抵消为零,而对三次谐波,三个相氏纤码电流不可歼哪抵消而是叠加,所以很大。

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变压器知识有关三次谐波的详解

在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。谐波频率是镇凯基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可升森以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4、6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为l00Hz,3次谐波则是150Hz。一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中, 由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。
在物理学和电类学科中都有三次谐波的概念 f(t)=∑(k=0,n)cos(kwt ak) 任何一个波函数都可以进行傅里叶分解吵旅亩 如上的形式 当k=0时的分量f(t)=cos(a0)成为基波分量 以此类推 当k=3时f(t)=cos(3wt a3)称为三次谐波
在三相变压器组中,三相磁路彼此无关,三次谐波磁通和基波磁通沿同一磁路闭合。由于磁路的磁阻小,故三次谐波磁通较大。加上三次谐波的频率为基波频率的三倍,所以由它所感应的三次谐波相电动势就相当大。但在三相的线电动势中,三次谐波电动势互相抵消,因此线电动势的波形仍然为正弦波。

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