一、三次諧波產(chǎn)生的原因

      三次諧波電流主要來自于單相整流電路。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，這種脈沖狀的波形包含豐富的三次諧波成分。

二、產(chǎn)生三次諧波的主要負載

當今社會幾乎所有的電子電路都需要用直流供電來工作，因此整流電路無處不在。其中對配電系統(tǒng)造成巨大影響的典型設(shè)備包括：

1. 通信設(shè)備、UPS電源、辦公自動化設(shè)備

2. 大型醫(yī)療設(shè)備

3. 電視機為代表的家用電器，特別是變頻空調(diào)、電磁爐等

4. 節(jié)能燈、調(diào)光燈等照明設(shè)備

5. 大尺寸的LED屏幕

      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，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。調(diào)光燈通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制電壓的有效值。因此，他的電流也不是正弦波。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(dǎo)致的三次諧波電流已經(jīng)成為主要的危害。

三、三次諧波引起的故障

1. 三次諧波引起變壓器過熱

      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(dǎo)致變壓器的溫度過高。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%。

      變壓器的初級繞組溫度很高，盡管變壓器還沒有達到額定的功率。這是由于3次諧波電流在初級繞組中形成環(huán)流所致。

2. 三次諧波引起跳閘

      過流保護裝置意外動作，雖然實際電流并沒有達到保護的閾值，這是由于包含3次諧波的電流在同樣有效值的條件下具有更大的峰值。

3. 三次諧波引起零線過熱

      零線電流超過相線電流，盡管3相的負荷平衡，往往導(dǎo)致零線過熱。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。在一般配電系統(tǒng)中，零線的截面積并不比相線大（甚至更小），超過相線的電流必然會導(dǎo)致零線過熱；零線上沒有保險裝置，不能像相線那樣在過流時自動斷開。因此，零線上過大的電流必然導(dǎo)致零線過熱。

四、解決三次諧波的辦法

      上述提到了三次諧波的產(chǎn)生以及三次諧波容易引起的故障，那么出現(xiàn)了三次諧波的問題該如何解決？目前對于三次諧波的治理，效果比較明顯的方法有兩種：

1.有源濾波器(APF)

      當對電壓畸變率有較高的要求時，可以使用有源濾波器。需要注意的是，有源濾波器僅對其安裝位置的上游有作用，對于下游負載沒有任何效果。因此要注意安裝的位置。不能安裝在變壓器的下端，這樣僅能夠降低變壓器的溫度，對于降低零線溫度沒有任何作用。

2.三次諧波零線濾波器

      如果對于電壓畸變率沒有嚴格的要求，僅是為了消除3次諧波電流的種種不良影響，使用零電流濾波器是性價比最高的方法。只要在變壓器的次級安裝一臺零線電流濾波器，就能夠減小零線90%以上的電流，保護整個系統(tǒng)免受三次諧波電流的危害，同時也相應(yīng)減少相線的電流，達到節(jié)能的效果。

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