[实用新型]新型三次谐波滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型三次谐波滤波装置。

背景技术

谐波主要存在于低压配电网中，对于零序谐波而言主要是以三次谐波为主。近年来，随着电网中各种产生谐波的电子设备数量大量增长，如镇流器、电子节能灯、开关电源、UPS电源等，造成低压电网中谐波的成分大大增加，其中尤为突出的是三次谐波，其对低压电网的危害主要有：设备功率损耗增加，寿命缩短，接地保护功能失常，遥控功能失常，导线过热等等，而对配电站，谐波还会造成电子器件误动作，电容器损坏，附加磁场、中性线过热和电缆着火等缺陷。

要彻底消除三次谐波，则应该从其根本去了解。在理想的电力系统中，电流和电压都是纯粹呃正弦波。所谓谐波，即在交流电网中，由于大量非线性电气设备的投入运行，其电压电流波形已不是完全的正弦波波形，而是不同程度发生了畸变。根据数学中的傅里叶级数分析，非正弦波的周期量可分解成基波分量和具有基波频率整数倍的谐波分量。例如基频为50Hz的交流电，其二次谐波为100Hz的交流电，三次谐波为150Hz，四次谐波为200Hz，以此类推。在上述各次谐波中，三次谐波所占成分较大且对电气线路的危害最为明显。

具体产生三次谐波的设备主要有：节能灯、荧光灯、计算机、变频空调、微波炉、镇流器、焊接设备、UPS电源等。如节能荧光灯，其灯管本身含有电弧，其负阻特性产生谐波电流，主要是三次谐波电流，含有率为12％至13％，与灯管配套的电子镇流器也产生谐波电流，目前国内高档电子镇流器三次谐波成分在10％以下，中档产品三次谐波成分在20％左右，低档产品三次谐波成分可达60％至80％。在非线性设备集中使用的环境，如工厂车间，计算机中心、网吧、写字楼、酒店商厦等，由于大量谐波电流的存在而影响线路和其它电器，将造成电源质量明显下降。

在低压三相电力系统中，各相线电压相互有120°的相位差，根据矢量相加办法，当每项所在电流相等时，在中性线(零线)上的电流为零；当三相负荷不均衡时，只有去掉均衡值以后的电流才流过中线，一般都小于相线上电流。利用此特点，中性线导线截面一般比相线减少一半或与相线相同，以利节约材料。然而各相线所产生的谐波电流不一定能在中性线上抵消，利用数学方法可推算出偶次谐波电流在中性线上可被相互抵消，而各相中的奇次谐波因其相位相同，不仅不能抵消，反而会相互累加后以三倍于相线的电流通过中性线，使中性线电流大大超过其安全电流值进而造成过负荷。在使用大量谐波设备的场所，如高校计算机中心、照明设备集中的大型场馆等，经测量，有时中性线上的电流最高可达相电流的两倍，这种状态下就有可能造成导线过热引起线路周围可燃装修材料起火或中性线熔断，造成各相电压不平衡，烧坏线路中接入电器设备而引发火灾。

同时，谐波电压畸变将造成设备的工作状态不稳定，可使配电用低压电器设备(如断路器、漏电保护器、接触器、热继电器等)发生故障。该谐波电流使低压电器设备铁损、铜损增加，集肤效应加剧，从而产生异常发热、误动作等故障。

另外，三次谐波会增大在变压器的绕组和铁芯的损耗，铁芯中的环流不做有用功，但会引起额外的损耗并增加绕组的温度，更高频率的谐波会使磁损及涡流损耗加大。和变压器中的道理一样，谐波畸变会加大电动机中的损耗，对电动机而言，每个谐波分量都有自身的相序(正序、逆序、零序)，它表示旋转的方向(在感应电动机中相对于基波磁场的正向而言)如下：

三次谐波属零序谐波，零序谐波(即“3N”次谐波)产生不变的磁场，但是因为谐波频率较高，故磁性损耗大大增高而将谐波能量以热的方式放出。负序的谐波产生反方向旋转的磁场(相对于基波而言)，而使电机的力矩下降，并和零序谐波一样，产生更多的损耗。正序谐波产生正向旋转磁场来加大力矩，它和负序分量一起，可造成电机的振动而降低电机寿命。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本实用新型旨在提供一种新型三次谐波滤波装置，其滤波效果明显，且避免了N线上电流过大所带来的危害，同时提升了装置的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案：一种新型三次谐波滤波装置，该滤波装置包括，

分别与三相交流电中A相、B相、C相相连接的熔断器FU；

与所述熔断器FU另一端串联连接的晶闸管开关KP；

由三个电抗器三角形接法组成的电抗器组L₀，该电抗器组L₀的一输入端与所述晶闸管开关KP相连接，该电抗器L₀的另两个输入端均串联有单相电容器C；

所述单相电容器C并联接入三相交流电的N相中。