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零线电流过大怎么办?治理零线电流最有效的办法

近年来,LED显示屏大量安装,很多人咨询显示屏的谐波问题。显示屏的谐波问题主要导致零线过热、跳闸等故障现象。
工具/原料
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零线电流过大怎么办

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零线电流消除器

零线电流过大的原因
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实际上,不仅LED显示屏会有这个问题,一些采用电子镇流器的广告灯箱也会有类似的问题。之所以有这种问题,是因为LED显示屏的电源是开关电源。开关电源的输入端是整流电路,因此是典型的谐波源。单相桥式整流电路的谐波电流有3次、5次、7次、9次等,电流的波形和频谱如下图所示。

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3次谐波主要存在于低压配电网中,以建筑系统最为严重,单相整流电路产生3次谐波电流,由于三相电的每相基波电流之间相位相差120°,因此3次谐波电流的相位相差360°(3×120° =360°),对于交流电而言,相位相差360°意味它们是同相位的。因此,3次谐波电流在零线上是算数叠加的。也就是说三条相线上的三次谐波电流在零线上就是3倍的关系。

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因为零线上是没有过流保护装置的,因为电工规范中不允许在零线上安装保护装置。因此,零线即使在电流过大的情况下,也不会出现保护,而是任凭零线发热。在一般建筑物中,零线的截面积不会超过相线的截面积,甚至小于相线的截面积。因此,如果零线上的电流超过相线电流,就会过热。

解决措施
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有源滤波器:有源滤波器是的原理从系统发出一个与谐波大小相等方向相反的电流从而抵消谐波的。从而使电网电流只含基波成分。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。    但是有源滤波器检测线路上的谐波电流,然后发出正好抵消谐波电流的补偿电流。因此,有源滤波器仅能保证其安装位置的上游谐波电流很小,对于下游的线路没有任何效果。   了解了有源滤波器的这个特点,就可以知道怎样用有源滤波器解决3次谐波造成的危害了。也就是,有源滤波器要安装在出现故障的部位的下游。例如,要解决某个配电箱跳闸的问题,就要安装在这个配电箱的下游线路上。要解决某段零线过热的问题,就要安装在这段零线的下游线路上。   在实际中,常见到在变压器的下端安装一台有源滤波器。这样安装有源滤波器,仅能解决变压器过热的问题。当然,如果安装在主保护器的下端,也能解决主保护器的跳闸问题。   通过以上分析可知,要解决3次谐波电流造成的所有危害,必须在所有的分配电盘处安装有源滤波器,这样会导致成本较高。

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零线电流滤波器针对现代建筑物中的3次谐波问题开发的新型设备。将3NPF串联在零线上,就能够减小系统中的3次谐波电流。如下图所示

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3NPF对于3次谐波电流具有很高的阻抗,它能够阻止3次谐波电流流过零线。由于相线与零线构成一个电流回路,因此在零线上阻拦了3次谐波电流时,相线上的3次谐波电流也同时得到抑制。因此,3NPF能够减小整个配电系统中的3次谐波电流,也就消除了3次谐波电流带来的各种问题。由于零线上的三次谐波电流减小,因此零线过热的问题自然得到解决。

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最最重要的是零线电流滤波器的价格比有源滤波器的价格低很多,同等容量的产品,有源滤波器的价格是零线电流滤波器价格的3倍左右。这样的情况下,你有什么理由不选择零线滤波器呢。

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