何谓三次谐波

文章摘要： （２）如果低压三相的三次谐波电流不平衡，则存在正序和负序的三次谐波分量： ①如果配电变压器为Ｙ－Ｙｎ０接线，低压侧正序和负序的三次谐波电流会在高压侧绕组感应出三次谐波电压，对高压侧产生影响； ②如果配电变压器为△－Ｙｎ１１接线，低压侧正序和负序的三次谐波电流在高压侧绕组感应出的三次谐波电流在△绕组形成环流，对高压侧产生的三次谐波影响要比变压器为Ｙ－Ｙｎ０接线时小，但增加了变压器高压绕组的损耗。 （３）由于中性线中三相负荷不平衡引起的工频电流和三次谐波电流的叠加有可能大于相电流，当三相的三次谐波平衡时，由于Ｙ－Ｙｎ０接线的变压器铁芯中零序的三次谐波无通路，磁通只能

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    　　（２）如果低压三相的三次谐波电流不平衡，则存在正序和负序的三次谐波分量：
    　　①如果配电变压器为Ｙ－Ｙｎ０接线，低压侧正序和负序的三次谐波电流会在高压侧绕组感应出三次谐波电压，对高压侧产生影响；
    　　②如果配电变压器为△－Ｙｎ１１接线，低压侧正序和负序的三次谐波电流在高压侧绕组感应出的三次谐波电流在△绕组形成环流，对高压侧产生的三次谐波影响要比变压器为Ｙ－Ｙｎ０接线时小，但增加了变压器高压绕组的损耗。
    　　（３）由于中性线中三相负荷不平衡引起的工频电流和三次谐波电流的叠加有可能大于相电流，当三相的三次谐波平衡时，由于Ｙ－Ｙｎ０接线的变压器铁芯中零序的三次谐波无通路，磁通只能经铁心、空气和外壳等构成回路，产生附加损耗和局部过热；而在Ｙ－Ｙｎ１１接线中，△绕组为三次谐波电流提供通路，它所产生的三次谐波磁通将抵消铁芯中的原三次谐波磁通，从而使铁心中的合成磁通基本上呈正弦波，减少了附加损耗，但谐波电流的存在使Ｋ因子因谐波发热而降低变压器输送能力，正常值为１．０　和电流波峰系数增大，造成供电变压器的利用率下降或过载；
    　　（４）由于中性线中电流过大，使配电系统中性线的电缆、导线出现过负荷引起绝缘老化加速，增加了火灾隐患。主要原因有：
    　　①国内普遍选取中性线导体的截面积是相线的５０％；
    　　②已运行的许多按老标准设计制造的电缆中，中性线导体的截面积是相线的３３％；
    　　③已运行的许多按新标准设计制造的电缆中，中性线导体的截面积是相线的５０％；
    　　④中性线与相线导体选取相同截面积，无论工程设计、材料制造、安装、投入使用所占的比例都很小。
    　　（５）由于电流和电压畸变，增加了供电系统中其他设备和材料的损耗，引起附加发热、加速绝缘老化、减少使用寿命；
    　　（６）由于电流和电压畸变，增加了供电系统中设备和材料的振动和噪音；
    　　（７）由于电流和电压畸变，使无功补偿电容器组由于并联谐振而损坏，电动机等绕组类设备绝缘击穿而损坏；
    　　（８）电流和电压畸变及１５０Ｈｚ电磁场：引起测量精确度异常，对控制所需要的同步信号的捕捉与锁相条件恶化、干扰增加，从而使电子控制、测量、保护及通信设备运行不正常；
    　　（９）对用ＵＰＳ供电的广播电视节目录制及播放系统产生附加背景噪声，并损坏ＵＰＳ设备；
    　　（１０）使照明光源闪烁而损坏；图像显示设备频闪，显示失真；
    　　（１１）三次谐波电流对其他设备和器材的负面影响要大于其对产生三次谐波电流的谐波源的影响。
    ３ 三次谐波滤波
    　　滤波器与谐波源越近，滤波效果越好，这是减小谐波电流和谐波电压畸变的最好办法尤其适用于非线性负荷的供电点集中、又与线性负荷共由一个变压器供电的情况。如果三次谐波电流引起的三次谐波电压畸变及变压器过载是主要问题建议在主电源配电柜装设滤波器。
    　　目前，工程中对带中性线低压供电系统降低三次谐波的方式主要有４种：
    　　（１）被动式并联型滤波器（可以广泛使用）；
    　　（２）被动式串联型的滤波器（由于使低压母线上的谐波电压升高，不但不能消除非线性负荷之间的相互干扰，反而增大了对线性负荷的干扰；由于增加了中性线的阻抗，引起配电系统接地故障保护灵敏度下降）；
    　　（３）带中性线的有源滤波器；
    　　①并联型（可以推广使用）；
    　　②串联型（目前由于商用产品较少，很少使用）；

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