降低諧波含量是低壓配電設(shè)計必須考慮的因素，本文介紹用電設(shè)備諧波電流對配電線路的影響及照明系統(tǒng)降低諧波電流導(dǎo)致線損的措施，讓大家充分認(rèn)識高次諧波的危害。
信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展并被廣泛應(yīng)用，遍及工業(yè)、民用建筑、社會生活各個領(lǐng)域，給信息化、智能化乃至智慧城市建設(shè)，帶來極大好處。然而，電子設(shè)備廣泛應(yīng)用的副作用之一就是導(dǎo)致波形畸變，產(chǎn)生不同程度的高次諧波，對配電系統(tǒng)造成多種危害。
高次諧波的危害是多方面的，一是加大了電能損耗，包括對配電線路、變壓器、電動機及其他用電設(shè)備的損耗；二是對通信系統(tǒng)、導(dǎo)航設(shè)備等的干擾，可能導(dǎo)致系統(tǒng)的諧波諧振，影響計量儀表的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致繼電保護和自動裝置的誤動作等。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)中對各類用電設(shè)備規(guī)定了諧波電流發(fā)射限值，凡接入配電系統(tǒng)的用電設(shè)備必須遵守這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采取有效措施，限制諧波電流。
用電設(shè)備諧波電流對配電線路的影響
1、諧波電流加大了相導(dǎo)體電流，增加了線路損耗
若相電流基波電流為I1，則疊加諧波電流后的相電流I′按下面的公式計算為
.......................公式1
公式1中：I1為相電流基波電流均方根值，A；I′為含有諧波的相電流均方根值，A；Ih為第h次諧波電流均方根值，A。
從上面的公式看，各次諧波電流越大，則I值越大。以照明燈(包括氣體放電燈和LED燈)為例，按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波限值，對于燈功率P＞25W者，其相導(dǎo)體損耗約增加11%(計算略)；對于燈功率P≤25W者，相導(dǎo)體損耗可增加達2倍之多。
2、3次諧波(含3的奇次倍諧波)對三相四線制線路的中性導(dǎo)體(N)會產(chǎn)生更大的影響，產(chǎn)生更大的損耗
①當(dāng)三相負(fù)荷平衡時，3次諧波電流在N導(dǎo)體中呈3倍疊加，可按下面公式計算
................................公式2
公式2中：
為3次諧波在N導(dǎo)體中的電流均方根值，A；HRI3為3次諧波電流均方根值和相導(dǎo)體基波電流均方根值的比值，定義為“3次諧波含有率，%”。
從公式2可知，I'隨3次諧波電流的增加而急劇增大，致使其在N導(dǎo)體中產(chǎn)生的線路損耗更急劇加大，足見降低3次諧波對節(jié)電的意義。
②仍以照明燈為例，按GB17625.1-2012《電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值(設(shè)備每相輸入電流≤16A)》中C類(照明設(shè)備)規(guī)定的諧波限值及影響如下：
a、當(dāng)照明燈功率P＞25W時，3次諧波電流不應(yīng)大于基電流的30λ%(λ為功率因數(shù))，9次諧波電流不應(yīng)大于5%，15次諧波電流不應(yīng)大于3%。
設(shè)λ為0.95，忽略9次和15次諧波電流的影響，代入公式得
線路損耗與電流的平方成正比，N導(dǎo)體的線損達到相導(dǎo)體線損的(85.5%)2，即72%。
b、當(dāng)照明燈功率P≤25W時，3次諧波電流不應(yīng)大于基波電流的86%，忽略9次和15次諧波電流的影響，代入公式得
N導(dǎo)體的線損達到相導(dǎo)體線損的(258%)2，即6.656倍，必須采取措施降低損耗。
照明系統(tǒng)降低諧波電流導(dǎo)致線損的措施
諧波電流增大線路損耗最突出的是功率P≤25W的照明燈，由于GB17625.1-2012中對P≤25W燈的3次諧波限值規(guī)定過寬，將可能導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果，必須有應(yīng)對措施。
照明系統(tǒng)降低諧波電流的措施如下：
1、減少選用25W及以下照明光源，主要是指LED燈和熒光燈。目前在家庭、賓館、辦公場所、學(xué)校等建筑中仍存在大量應(yīng)用25W及以照明光源的情況，應(yīng)予改變。
2、選用低諧波的照明燈和其他用電設(shè)備，總諧波含有率不應(yīng)超過30%。
在電力儀表系列中有帶諧波分析多功能電力儀表，大家可到相應(yīng)產(chǎn)品頁面去了解這類產(chǎn)品的功能和應(yīng)用，以便更好地在配電設(shè)計中應(yīng)用好電力儀表。
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