一、 三次諧波電流的特殊性及危害
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)電氣設備工作時不會對頻率為50Hz呈現(xiàn)標準正弦波形的供電電源造成干擾影響，但隨著現(xiàn)代電力電子技術的飛速發(fā)展，具有非線性阻抗特性的電氣設備(又稱為非線性負荷)應用得越來越多，這些非線性負荷工作時會造成電力系統(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荷在運行時都會產生比較嚴重的奇次諧波電流，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，導致零線上三次諧波電流為相線上的3倍左右，因此當單相整流負載產生的三次諧波電流含量達到35%以上時，零線電流就會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：導致電纜發(fā)熱老化斷裂，不僅會直接燒壞用電設備，還極易誘發(fā)難以檢查防控的火災隱患；
2)配電保護異常跳閘：即使線路上的負荷還沒有達到配電設計容量，也會出現(xiàn)零序保護跳閘，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，嚴重時直接導致變壓器燒毀；
4)電能明顯浪費：配電系統(tǒng)中存在比較大的三倍頻奇次諧波電流，會直接增加負載設備與供電設備的電能消耗，危及無功補償設備的安全運行，造成比較明顯電能的浪費。
二、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上游(網側)的諧波電流問題。例如：在變壓器的低壓總出線端安裝一臺有源或無源濾波器，都僅能減小進入變壓器的諧波電流，而治理接入點下游(負載側)諧波電流無法得到有效治理消減，因此單相整流負載產生的疊加到零線上的三次諧波電流對負載側零線排纜與負載設備的干擾危害依然存在，要全面解決整個配電系統(tǒng)中存在的三次諧波問題，必須在分布廣泛的諧波源負載設備進線末端全部安裝大批量濾波器，施工量與成本費用都將數(shù)倍增加，性價比太低，大多數(shù)用戶都難以承受。
浙江思容電力設備有限公司融合十多年諧波治理實踐經驗與技術積累開發(fā)成功的SRNM系列零線電流諧波治理裝置，不僅是當前市場中能從源頭上徹底治理三次諧波電流的獨特產品，也是對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用。
三、 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載供電的配電系統(tǒng)中，A相、B相、C相與零線共同構成三組單相供電回路，單相負載工作時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，零線與相線各自構成一個單相電流回路。正常情況下單相整流負載產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次諧波電流高達相線的三倍左右，引起零線過流發(fā)熱，嚴重時發(fā)生斷裂起火等惡性事故。
SRNM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)電路在諧振點具有高阻抗的特性。上圖中所示的是SRNM的阻抗特性。從圖中可以看出它在三次諧波（也就是150Hz）的頻率點上，具有非常高的阻抗，可以阻止三次諧波電流通過，因此，當在零線上串聯(lián)了SRNM時，三次諧波電流就無法通過SRNM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SRNM的參數(shù)經過精心的設計，對于基波電流的阻抗控制在毫歐姆的數(shù)量級別上，因此，不會對基波電流形成不良影響。
因此，SRNM系列三次諧波電流零線濾波器的最大好處是從全系統(tǒng)的角度對三次諧波電流電流進行治理，對整個供電系統(tǒng)的相線與零線上的三次諧波電流電流進行同步消除，配電系統(tǒng)上的任何設備都能夠受益。
四、 SRNM系列零線電流諧波治理裝置的性能特點
1、只需串接在零線上，濾波效果不受相線電流相位角調節(jié)變化影響，接線簡單方便；
2、采用專有的零線諧振阻波仿真技術,在三相負載發(fā)生不平衡波動變化時保持穩(wěn)定濾波；
3、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)和復雜人工調節(jié)；
4、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隱患；
5、成套裝置配有剩余零線電流監(jiān)測報警系統(tǒng)，通過聲光報警提示來全面監(jiān)控剩余零線電流;
6、成套裝置均設計有旁路開關，特殊情況下可以快速通過旁路短接濾波器，保證負載設備繼續(xù)可靠運行；
7、開發(fā)有50A-600A范圍內多種規(guī)格容量產品，還可以采用多臺同規(guī)格產品并聯(lián)組合成更大容量，全面滿足各類大中型負載零線諧波電流治理需求；
五、 SRNM系列零線電流諧波治理裝置接線方式
SRNM系列零線電流諧波治理裝置需串聯(lián)安裝在三相四線制供電回路的零線上。由于針對性治理單相整流負載產生的三次諧波電流，因此建議選擇安裝在單相整流負載集中的供電回路，盡量避免其他無需治理的負載混入，安裝接線方式如下圖所示。
六、SRNM系列零線電流諧波治理裝置的產品容量介紹 外形尺寸
SRNM系列零線電流諧波治理裝置分為橫式模塊和立式成套柜兩種外形，而橫式模塊有50A/75A兩種容量規(guī)格，立式成套柜有100A/150A/200A/250A/300A/350A/400A/450A/500A九種容量規(guī)格，更大容量可以采用同規(guī)格多臺產品組合。需要戶外安裝的產品可以定制戶外防雨柜體，將零線電流濾波器模塊安裝到戶外防雨柜體中形成成套柜產品。
?型號?形式?寬（mm）?高（mm）?深（mm）?重量（kg）?SRN-50?壁掛500600300?60?SRN-100?壁掛50080030090?SRN-150?落地柜式4001200400?120?SRN-200?落地柜式5001200400?150?SRN-250?落地柜式5001600400?180?SRN-300?落地柜式8001600400?210?SRN-400?落地柜式8001600400?270
