零序滤波器解决零序电流过大问题

作者：时间：2014-09-22来源：慧聪电子网收藏

　　或许你遇到过以下三种典型案例现场情况：

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/263153.htm

　　1.某大型商场，是国内外知名的集团企业。公司集家具采购、展览、观光、货运于一体设计，专业从事客厅、酒店、餐厅、书房、卧室、办公家具配套供应。产品远销日本，香港，韩国，美国，加拿大等海外市场，并为中国各酒店、居民、写字楼及国内数千家宾馆，饭店提供配套服务，深得用户厚爱。

　　2.商城内部有大量的荧光灯、LED灯等照明负荷，这种非线性照明负荷在工作的过程中会产生大量的高次谐波，特别是以3次谐波为主的零序谐波比较大。大量的零线谐波在零线叠加会造成零线电流过大，零线异常发热，带来火灾隐患。

　　3.商城配电变存在异常噪音，配电线路零线温度达83℃左右，相线基波电流210A左右时零线电流达到了370A左右，零线电流大于相电流，零线因截面面积过小而过载。

　　用户面临的问题如下：

　　1配电中性线温度达到83℃左右。

　　2相线电流210A时，中线性电流达到了370A。

　　3零线电流大于相电流，零线过载发热。

　　4工作人员想增加零线，但技改工作量大、同时影响市场销售。

　　解决方案与产品特点

　　1传统电工常识认为三相负荷平衡时，中性线上的电流为零，是基于三相上的电流在相位上相差120°的前提。当三相线路上的电流相差120°时，他们在中性线上正好相互抵消，因此总电流为零。但是，当三相线路上的基波电流相差120°时，他们的3次谐波电流相差360°。我们知道，相位相差360°实际上意味着是同相位，三个同相位的电流叠加就不能相互抵消了。相反，他们是叠加的。因此当负荷电流中包含了3次谐波电流时，就出现上述的奇怪现象。

　　2零序滤波装置的简述:ZSFGD为解决零线电流过大提供了最经济、有效的方法。信息化和节能降耗是现代社会的主旋律，信息设备和各种节能设备的普及带来的一个严重后果就是谐波污染问题。其中3次谐波的危害尤其严重，会导致变压器过热、配电系统不稳定(频繁跳闸)、零线电流过大、对电子设备形成电磁干扰、污染电磁环境(导致人体亚健康状态)、增加能耗、导致零线过热等问题。在3次谐波导致的各种危害当中，零线过热的问题最为严重。零线过热往往是现代建筑物中的火灾隐患。

　　3零线过热导致的火灾十分常见，零序滤波器就是为了解决零线过热问题而研制的产品。零序滤波器是无源器件，元器件可靠性高，运行稳定，对3次谐波形成高阻抗，使3次谐波不在零线上流通，因此ZSFGD能够实现消除三相四线制负载产生的零序电流，解决零线电流过大带来的过流过载发热问题，减小电气火灾的隐患。

　　4针对以上问题，广东光达电气有限公司(后简称供方)为需方公司提供2套零序滤波装置，用于消除零线过大，解除安全隐患;

　　现场安装零序滤波装置配电房

　　5零序滤波装置治理谐波类具有无可比拟的优越性，其特点如下：

　　1)零序谐波滤除效果可达70%;

　　2)效改善电压畸变，降低变压器和电缆、母排温升;

　　3)不需要电容器，可靠性高，故障率低;

　　4)吸收相同的零线滤波效果，相对投入成本较低;

　　5)简单易行，结构简单，不需要维护;

　　6)节省有功功率，整体节电率达5%以上;

　　使用效果

　　1在零线滤波投入运行一段时间之后，供方采用LEMANALYST3P对需方零序滤波的使用效果进行了正式测试，测试数据如下：

　　上图1：零序电流检测数据显示：368A241A129A(零序滤波装置的投入后，零序电流下降)

　　上图2：三相电压电流波形显示：电压波形明显改善，电流波形幅值有所降低

　　上图3：B相电压畸变率显示：零序谐波电压畸变率明显降低，总电压畸变率也有所降低(以B相做表)

　　上图4：B相电流畸变率显示：零序谐波电流畸变率明显降低，总电流畸变率也有所降低(以B相做表)

　　上图5：零线电流显示:随着零序滤波装置的投入，零线电流明显降低，大部分零序电流不再流过配电线路而直接流入零序滤波装置

　　上图6：趋势图显示：随着零序滤波装置的投入，零线电流逐步减少，相电流也有小幅度降低

　　上图7：测式数据显示：有功功率和视在功率都有所降低(有功降低6KW，视在功率降低23KVA，功率因数有所升高，零序滤波对用电电能质量是一个逐步改善的过程

　　2由测试数据可以看出，2套零序滤波装置投入后零线电流由368A降低到129A，降低率为65%，其中3次谐波由367A降低到127A，降低率为65%;

　　3 3B相电流由273A降低到239A，降低率为12%;三相有功降低6kW(年节省电费2万元左右)，视在功率降低23kVA。实质上供方提供的零序滤波装置滤波能力滤波效果可以更好。零序滤波装置第一次在一楼接入时零线电流由360A左右降低到60A左右，滤波能力为83%，节能效果也更显著;后来更改为二楼安装后由于接入点距离零序滤波装置较远，有10~20米的接入电缆，增加了零线阻抗，导致达到了目前的使用效果。

　　4由测试数据对比可以看出，供方提高的2套滤波装置对需方用电系统是一个逐步改善的过程。零线电流降低(由368A降低到129A)，零线发热降低(由83℃左右降低到47℃左右，环境温度25℃)，配电噪音明显降低(现场可明显辨别)，相电流降低，三相有功功率降低，三相视在功率降低，功率因数提高，总体来说整套装置达到了预期的效果，不但大幅度的改善了需方的用电电能质量，还获得了节能效益。