在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，具有線性阻抗變化特性的傳統(tǒng)電氣設(shè)備工作時(shí)不會(huì)對(duì)頻率為50Hz呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)正弦波形的供電電源造成干擾影響，但隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，具有非線性阻抗特性的電氣設(shè)備(又稱為非線性負(fù)荷)應(yīng)用得越來越多，這些非線性負(fù)荷工作時(shí)會(huì)造成電力系統(tǒng)供電頻率與波形發(fā)生畸變，從中可以分解出不同頻率的正弦波形，這部分被分解出來的非50HZ交流正弦波統(tǒng)稱為諧波(harmonic)，其中頻率為50Hz三倍即150Hz的諧波稱為3次諧波；頻率為50Hz五倍即250Hz的諧波稱為5次諧波；頻率為50Hz七倍即350Hz的諧波稱為7次諧波。
而LED節(jié)能燈、LED顯示屏、充電器、加熱器、變頻器、消毒器、PC終端等采用單相二極管整流方式的非線性負(fù)荷在運(yùn)行時(shí)都會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的奇次諧波電流，其中3次諧波最大，為主要諧波成分，5次、7次、11次等諧波也明顯偏高，但三次諧波電流不僅不能象基波及5次、7次、11次等其他頻次諧波電流那樣在零線上進(jìn)行矢量抵消掉絕大部分，而是以360度矢量角完全疊加到零線上，導(dǎo)致零線上三次諧波電流為相線上的3倍左右，因此當(dāng)單相整流負(fù)載產(chǎn)生的三次諧波電流含量達(dá)到35%以上時(shí)，零線電流就會(huì)異常增高超出了相線電流，很多情況下零線電流異常增高到相線電流的2倍左右，也給低壓配電系統(tǒng)造成了多方面的危害，主要的現(xiàn)象包括以下幾方面：
1)零線過流發(fā)熱：導(dǎo)致電纜發(fā)熱老化斷裂，不僅會(huì)直接燒壞用電設(shè)備，還極易誘發(fā)難以檢查防控的火災(zāi)隱患；
2)配電保護(hù)異常跳閘：即使線路上的負(fù)荷還沒有達(dá)到配電設(shè)計(jì)容量，也會(huì)出現(xiàn)零序保護(hù)跳閘，造成配電系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響正常供電；
3)變壓器過溫異響：大量零線諧波電流回流到變壓器后，直接導(dǎo)致變壓器發(fā)熱升溫噪聲增大，加速變壓器的性能衰減，縮短了變壓器的壽命，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致變壓器燒毀；
4)電能明顯浪費(fèi)：配電系統(tǒng)中存在比較大的三倍頻奇次諧波電流，會(huì)直接增加負(fù)載設(shè)備與供電設(shè)備的電能消耗，危及無功補(bǔ)償設(shè)備的安全運(yùn)行，造成比較明顯電能的浪費(fèi)。
零線電流諧波治理方法比較推薦
傳統(tǒng)上解決零線上諧波電流的方法是安裝并聯(lián)型三相四線濾波器來吸收消減相線與零線上的諧波電流，但是無論是能精確消減的有源濾波器、還是粗略消減的無源濾波器，都僅能夠解決濾波器治理接入點(diǎn)上游(網(wǎng)側(cè))的諧波電流問題。例如：在變壓器的低壓總出線端安裝一臺(tái)有源或無源濾波器，都僅能減小進(jìn)入變壓器的諧波電流，而治理接入點(diǎn)下游(負(fù)載側(cè))諧波電流無法得到有效治理消減，因此單相整流負(fù)載產(chǎn)生的疊加到零線上的三次諧波電流對(duì)負(fù)載側(cè)零線排纜與負(fù)載設(shè)備的干擾危害依然存在，要全面解決整個(gè)配電系統(tǒng)中存在的三次諧波問題，必須在分布廣泛的諧波源負(fù)載設(shè)備進(jìn)線末端全部安裝大批量濾波器，施工量與成本費(fèi)用都將數(shù)倍增加，性價(jià)比太低，大多數(shù)用戶都難以承受。
融合十多年諧波治理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)積累開發(fā)成功的零線電流諧波治理裝置，不僅是當(dāng)前市場中能從源頭上徹底治理三次諧波電流的獨(dú)特產(chǎn)品，也是對(duì)三相四線制配電系統(tǒng)中相線和零線上的三次諧波電流能同時(shí)全面精確治理的專用濾波裝置，因此也叫三次諧波電流零線濾波器，該裝置已經(jīng)在消除三次諧波電流引發(fā)的零線電流異常增高、母排發(fā)熱振蕩、變壓器過溫異響等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
零線電流諧波治理裝置的_工作原理
如上圖所示，采用三相四線制給單相負(fù)載供電的配電系統(tǒng)中，A相、B相、C相與零線共同構(gòu)成三組單相供電回路，單相負(fù)載工作時(shí)需要的電流均取自變壓器，然后通過零線流回變壓器中性點(diǎn)，零線與相線各自構(gòu)成一個(gè)單相電流回路。正常情況下單相整流負(fù)載產(chǎn)生的三次諧波電流電流則在這三組單相供電回路中循環(huán)流通，并通過360度矢量疊加到零線上，造成零線上3次諧波電流高達(dá)相線的三倍左右，引起零線過流發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷裂起火等惡性事故。
系列三次諧波電流零線濾波器的濾波原理是利用LC并聯(lián)電路在諧振點(diǎn)具有高阻抗的特性。上圖中所示的是的阻抗特性。從圖中可以看出它在三次諧波（也就是150Hz）的頻率點(diǎn)上，具有非常高的阻抗，可以阻止三次諧波電流通過，因此，當(dāng)在零線上串聯(lián)了時(shí)，三次諧波電流就無法通過而回流到變壓器，從而使單相供電回路的三次諧波電流得到大幅消減抑制，而的參數(shù)經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)，對(duì)于基波電流的阻抗控制在毫歐姆的數(shù)量級(jí)別上，因此，不會(huì)對(duì)基波電流形成不良影響。
因此，系列三次諧波電流零線濾波器的最大好處是從全系統(tǒng)的角度對(duì)三次諧波電流電流進(jìn)行治理，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的相線與零線上的三次諧波電流電流進(jìn)行同步消除，配電系統(tǒng)上的任何設(shè)備都能夠受益。
零線電流諧波治理裝置的性能特點(diǎn)
- 只需串接在零線上，濾波效果不受相線電流相位角調(diào)節(jié)變化影響，接線簡單方便；
- 采用專有的零線諧振阻波仿真技術(shù),在三相負(fù)載發(fā)生不平衡波動(dòng)變化時(shí)保持穩(wěn)定濾波；
- 治理裝置具有即連即用即見效的高度自控性能，不需要額外的控制系統(tǒng)和復(fù)雜人工調(diào)節(jié)；
- 同步濾除零線和相線上3次諧波電流90%以上，減小三次諧波電流帶來的電氣火災(zāi)隱患；
- 成套裝置配有剩余零線電流監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，通過聲光報(bào)警提示來全面監(jiān)控剩余零線電流;
- 成套裝置均設(shè)計(jì)有旁路開關(guān)，特殊情況下可以快速通過旁路短接濾波器，保證負(fù)載設(shè)備繼續(xù)可靠運(yùn)行；
- 開發(fā)有50A-600A范圍內(nèi)多種規(guī)格容量產(chǎn)品，還可以采用多臺(tái)同規(guī)格產(chǎn)品并聯(lián)組合成更大容量，全面滿足各類大中型負(fù)載零線諧波電流治理需求；
