如何提高配電系統(tǒng)的**性？

時(shí)間：2020-01-05作者：北京航天愛威電子技術(shù)有限公司瀏覽：703

1、3次諧波電流為什么降低配電系統(tǒng)的**性?

　　答：3次諧波電流降低配電系統(tǒng)的**性主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。

　　1) 過(guò)流保護(hù)裝置誤動(dòng)作，也就是意外跳閘。典型的現(xiàn)象是，雖然負(fù)荷還沒有達(dá)到過(guò)流保護(hù)裝置的動(dòng)作閾值，過(guò)流保護(hù)裝置就會(huì)動(dòng)作。

　　2) 導(dǎo)致電纜過(guò)熱，加速電纜絕緣層老化;電纜絕緣層老化會(huì)造成線路短路，導(dǎo)致配電系統(tǒng)的故障。

　　3) 導(dǎo)致變壓器過(guò)熱，縮短變壓器的壽命，降低變壓器的有效容量。

2、3次諧波電流為什么導(dǎo)致過(guò)流保護(hù)裝置誤動(dòng)作?

　　答：這是因?yàn)?次諧波成分導(dǎo)致電流成為脈沖狀的電流。按照常識(shí)，這種持續(xù)時(shí)間很短的電流，要達(dá)到同樣的功率，峰值**較大。

　　圖12-1所示的是一臺(tái)1500W的設(shè)備，按照正弦波電流計(jì)算，電流的有效值應(yīng)該為7A左右，峰值電流為10A左右。但是，由于電流持續(xù)時(shí)間很短，這里的峰值達(dá)到了60A。

　　如果過(guò)流保護(hù)裝置是通過(guò)檢測(cè)峰值電流工作的，就會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。這種情況在實(shí)際中很常見。

　　案例1：

　　某火鍋城，使用電磁爐加熱，當(dāng)客人較多時(shí)，頻繁跳閘。而配電箱的設(shè)計(jì)容量已經(jīng)留出了2倍的余量。這是因?yàn)殡姶艩t也是單相整流電路。

　　案例2：

　　某軟件公司，使用數(shù)百臺(tái)電腦，頻繁出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

　　　圖12-1 單相整流電路具有較大的峰值電流

3、3次諧波電流為什么導(dǎo)致電纜過(guò)熱?

　　答：這是由于兩個(gè)原因，一個(gè)是諧波電流的趨膚效應(yīng)，另一個(gè)是3次諧波電流在零線上疊加所致。在現(xiàn)代建筑物中，后一個(gè)因素導(dǎo)致的問(wèn)題的嚴(yán)重性遠(yuǎn)**過(guò)**個(gè)因素。

　　圖13-1所示為一個(gè)配電盤內(nèi)的情況。

　　右圖是可見光照片，圖中的虛線圓圈內(nèi)是零線端接位置。

　　左圖是紅外圖像，溫度越高，圖像越明亮。圖中較明亮的部位就是零線的位置。這是由于零線**過(guò)較大的諧波電流所致。

　　　圖13-1 諧波電流導(dǎo)致電纜過(guò)熱的情況

4、3次諧波電流為什么導(dǎo)致變壓器過(guò)熱?

　　答：這有兩個(gè)原因。

　　**個(gè)原因是當(dāng)變壓器繞組中流過(guò)諧波電流時(shí)，變壓器的銅損(導(dǎo)線的損耗)和鐵損(鐵芯的損耗)都變大，產(chǎn)生較大的熱量。

　　*二個(gè)原因是3次諧波電流在變壓器的初級(jí)繞組中形成環(huán)流所致。

　　建筑物的電力入口處是一臺(tái)變壓器，將中壓電(一般為10kV)變?yōu)榈蛪弘?220V)。配電變壓器的結(jié)構(gòu)都是D/U結(jié)構(gòu)。也就是，變壓器的初級(jí)為D形接法，次級(jí)為U接法。

　　這種變壓器的一個(gè)特點(diǎn)是，負(fù)載產(chǎn)生的3次諧波電流感應(yīng)到初級(jí)，在初級(jí)D繞組中環(huán)流，不會(huì)流出變壓器的初級(jí)，如圖14-1所示。這就意味著3次諧波電流不會(huì)流向公共電網(wǎng)。以往，這種特性被認(rèn)為是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，

　　但是，當(dāng)負(fù)荷產(chǎn)生的3次諧波電流很大時(shí)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就會(huì)導(dǎo)致意外的問(wèn)題。這就是，來(lái)自負(fù)荷的大量3次諧波電流在D繞組中環(huán)流，產(chǎn)生**的熱量，導(dǎo)致變壓器的變壓器的溫度急劇升高，如圖14-2所示。

　　圖14-1 3次諧波電流在變壓器的初級(jí)形成環(huán)流

　　圖14-2 3次諧波電流導(dǎo)致變壓器的溫度過(guò)高

5、為什么安裝NBF后能夠提高配電系統(tǒng)的**性?

　　答：圖15-1中的左圖是安裝了NBF后，相線上的電流波形的變化情況。由圖可知，安裝了NBF后，電流的脈寬變寬，幅度降低。因此，可以防止跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)際測(cè)量表明，電流的有效值也降低了10~20%。

　　圖15-1中的右圖是安裝了NBF后，相線上的電流頻譜的變化情況。由圖可知，安裝了NBF后，諧波成分大大減少。從圖中可知，安裝了NBF后，不僅3次諧波電流大大減小，而且其他高次諧波電流也有不同程度的降低。

　　圖15-1 安裝NBF后電流波形及頻譜的變化

　　由于諧波電流成分減小，因此諧波電流導(dǎo)致的一些問(wèn)題隨之消失，例如變壓器的溫度明顯降低，如圖15-2所示。變壓器的溫度降低，意味著變壓器能夠帶更多的負(fù)荷。

　

　　圖15-2 安裝NBF后變壓器溫度的變化


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