關(guān)于三次諧波

1、三次諧波電流主要來自于單相整流電路。圖示的是一個典型的單相整流電路，電路中的電容是平滑電容，大部分整流電路中都包含這個電容，否則直流電壓的紋波很大。這個電容是導致三次諧波電流的主要原因。熟悉電路的人都知道，平滑電容的電壓被充電到交流電的峰值后，就維持在交流電峰值附近。當交流電的電壓低于電容上的電壓時，電網(wǎng)上沒有電流流入負載。這時，負載的電流由電容供給，隨著輸出電流，電容的電壓開始降低，在某個時刻，交流電的電壓會高于電容上的電壓，這時，電網(wǎng)上才會有電流流入電容(給電容充電，使電容上的電壓升高)和負載中。因此，電網(wǎng)僅在接近電壓峰值的時刻向負載輸入電流，電流的形狀為脈沖狀。通過付立葉分析可知，這種脈

2、沖狀的波形包含豐富的三次諧波成分。脈沖狀的電流中包含了高次諧波成分，3次諧波電流最大。傳統(tǒng)負荷與現(xiàn)代符合的重要區(qū)別是，傳統(tǒng)負荷大部分是線性負荷，現(xiàn)代負荷大部分是非線性負荷推薦精選：1.通信設(shè)備、電源2.電腦為代表的信息設(shè)備、辦公自動化設(shè)備3.大型醫(yī)療設(shè)備4.電視機為代表的家用電器，特別是變頻空調(diào)、電磁爐等5.節(jié)能燈、調(diào)光燈等照明設(shè)備6.大尺寸的屏幕電視機和計算機電流波形調(diào)光燈和節(jié)能燈電流波形推薦精選電視機和計算機的電流為很窄的脈沖波，這是很典型的單相整流電路的電流波形，實際上，任何使用開關(guān)電源作為直流電源的設(shè)備都。會產(chǎn)生這種電流的波形。這是三次諧波電流的主要來源。目前大量使用的大尺寸LED屏幕

3、，采用很多開關(guān)電源并聯(lián)供電，因此LED 屏幕產(chǎn)生的3次諧波電流很大。節(jié)能燈也是目前常見的負載，他的電流也是脈沖狀的。實際上，現(xiàn)代建筑物中，節(jié)能燈導致的三次諧波電流已經(jīng)成為主要的危害。三次諧波引起跳閘推薦精選常識告訴我們，電流的持續(xù)時間短了，要保持一定的有效值，就必須具有更高的峰值。這個圖中所顯示的是一臺1500W的設(shè)備，按照正弦波電流計算，電流的有效值應該為7A左右，峰值電流為10A左右，但是，這里的峰值達到了60A。這就會導致通過檢測峰值電流工作的保護裝置誤動作推薦精選三次諧波引起變壓器過熱普通變壓器消諧波變壓器推薦精選諧波電流在流過變壓器時，會造成變壓器的損耗增加，從而導致變壓器的溫度過高

4、。其中，三次諧波電流造成變壓器過熱的情況最為嚴重。當負載全部為信息設(shè)備和節(jié)能燈時，變壓器的容量往往僅能達到銘牌上標稱容量50%。造成這種現(xiàn)象的原因是變壓器的結(jié)構(gòu)。三相四線制配電系統(tǒng)中的變壓器的結(jié)構(gòu)都是/結(jié)構(gòu)。當變壓器的負載端有三次諧波電流時，三次諧波電流會耦合到變壓器的初級側(cè)。這種結(jié)構(gòu)的變壓器不會將三次諧波電流發(fā)射到上游電網(wǎng)(這可能是一個優(yōu)點)，但是，三次諧波電流也并不抵消，而是在變壓器的初級繞組中形成環(huán)流，這種環(huán)流的幅度會很大，從而產(chǎn)生很大的熱量。為了防止變壓器的溫度過高，很多人采用K因子變壓器，這種變壓器實際就是一種冗余量很大的變壓器，通過增大變壓器的容量來降低溫度。歐美國家開始采用消諧波

5、變壓器，這是通過消除三次諧波環(huán)流來實現(xiàn)的。不僅能夠降低變壓器的溫度，并且具有顯著的節(jié)能效果。從上圖中可以看出，消諧波變壓器的溫度遠低于普通變壓器，減少的發(fā)熱量就是節(jié)省的電能。三次諧波引起零線過熱推薦精選可見光圖像紅外光圖像三次諧波電流引起的另一種典型故障就是零線過熱。圖中所示的是開關(guān)柜中零線電流過大導致過熱的情況。上面的一組是可見光照片，可以看到零線過熱的情況。左面的是零線的絕緣層嚴重老化，右面的是零線的接線銅排嚴重氧化。這都說明零線處于高溫下。推薦精選下面的圖中，展示了紅外線圖象。右面的圖像為可見光照片，雖然零線仍然完好，但是左面的圖像告訴我們，他的溫度已經(jīng)超過了相線。長時間的高溫，會加速絕

6、緣層老化。造成零線過熱的原因就是零線電流過大。零線不同于相線，他沒有過流保護裝置，因此在電流過大的情況下，不會進行保護，只能任憑發(fā)熱。變壓器過熱的情況容易引起維護人員的警覺，并且可以通過增大變壓器的容量，或者增加外部散熱的方式進行降溫。而零線過熱的問題往往被維護人員忽略。電纜過熱往往是電氣火災的隱患。因此，對于零線過熱的情況必須足夠重視。零線電流過大的后果是導致零線溫度過高。這實際是三次諧波所導致的。前面我們已經(jīng)闡述了三次諧波電流的來源，主要是單相整流電路為代表的非線性負荷產(chǎn)生的?，F(xiàn)代建筑物中，由于大量使用電子信息設(shè)備、節(jié)能燈等非線性負荷，會產(chǎn)生很大的3次諧波電流。結(jié)果就是導致零線電流過大。推

7、薦精選這是一個十分可怕的事實。因為電流流過導體時要產(chǎn)生熱量，熱量與電流的平方成正比(I2R)，當電流達到相線電流的1.5倍時，零線的發(fā)熱量會達到相線2.25倍!另一個可怕的事實是，在一般配電系統(tǒng)中，雖然相線上有過流保護裝置，而零線上并沒有過流保護裝置。過大的電流必然會導致零線過熱，釀成火災隱患。三次諧波電流在零線上的疊加推薦精選我們對零線電流過大的現(xiàn)象已經(jīng)有了充分的了解。那么，這種現(xiàn)象是怎樣形成的呢。傳統(tǒng)的電工理論告訴我們，當三相電路的負荷平衡時，零線上的電流為零，或者很小。為什么現(xiàn)在這個理論不對了呢。這是因為，僅當三條相線上的電流波形為正弦波，并且它們相差120時，如果三相線上的電流幅度相同

8、，才能保證在零線上矢量疊加的結(jié)果是總和為零。這是因為，僅當三條相線上的電流波形為正弦波，并且它們相差120時，如果三相線上的電流幅度相同，才能保證在零線上矢量疊加上圖給出了結(jié)論。他們在中線上雖然也是疊加，但是相互錯開，無法抵消。并且中線上的脈沖電流的數(shù)量是相線上的脈沖電流數(shù)量的3倍。我們知道，單相整流電路的電流是脈沖狀的。如果三條相線上的電流是脈沖狀的，結(jié)果如何呢。推薦精選從圖中可知，中線上的電流脈沖數(shù)是相線上的電流脈沖數(shù)的3倍，根據(jù)電流有效值的計算方法，中線上的電流會達到相線的1.7倍。如果整流電路的電流的脈寬大于60，就會在中線上發(fā)生重疊現(xiàn)象，這時中線上的一部分電流發(fā)生抵消，實際的零線電流會小于相線電流的1.7倍。零線上三次諧波的疊加各相的基波電流相差120各相的3次諧波電流相差 1203 = 360也就是同相位推薦精選為什么零線上的諧波電流以三次為主呢。這是因為兩個原因。第一，單相整流電路產(chǎn)生的諧波成分中，以三次為最大，三次諧波畸變率通常達到80%以上。第二，其他次數(shù)的諧波電流在零線上會有抵消的效果，唯有三次不會。單相整流電路產(chǎn)生3次諧波電流，由于三相電的每相基波電流之間相位相差120，因此3次諧波電流的相位相差360(3120 =360)，對于交流電而言，相位相差360意味它們是同相位的。因此，3次諧波電流在零線上是算數(shù)疊加的。這就是三次諧波的特殊性。不僅三次