配電系統(tǒng)電能質(zhì)量的檢測(cè)和調(diào)整

⑴中線電流偏高

許多商業(yè)建筑都有一個(gè)△-Y方式的208／120變壓。這些變壓器通常給插座供電。在帶有單相非線性負(fù)載的三相四線制系統(tǒng)中，三次奇數(shù)倍諧波無(wú)法抵銷，而是在中線相加。如果一個(gè)系統(tǒng)存在許多這樣的負(fù)載，那么中線電流就會(huì)超過(guò)任何一相的電流，因?yàn)橹芯€沒有斷路器保護(hù)，這將是非常危險(xiǎn)的。

利用手持諧波故障檢測(cè)儀(如Fluke43型)測(cè)量一個(gè)三相負(fù)載的中線電流(如圖4a所示)，

(a)

(b)
圖4(a)三相系統(tǒng)中三次奇數(shù)倍諧被在中線上疊加，由于中線沒有熔絲保護(hù)，過(guò)熱將導(dǎo)致火災(zāi)。
(b)利用手持諧波故障檢測(cè)儀對(duì)扦座中線測(cè)量示意圖

將測(cè)量到的中線電流與從不平衡相電流估計(jì)的數(shù)值相比較。中線電流是三相電流的矢量和，并且當(dāng)三相電流在幅度和相位都平衡的時(shí)候，中線電流通常為0。如果中線電流比預(yù)計(jì)的要高，三次奇數(shù)倍諧波將是非?？赡艿脑?，這時(shí)變壓器將需要降載使用。

⑵斷路器的誤動(dòng)作

熱磁斷路器利用雙金屬開斷機(jī)構(gòu)，對(duì)電流波形的實(shí)際熱效應(yīng)產(chǎn)生響應(yīng)。峰值感應(yīng)斷路器只是對(duì)電流波形的峰值產(chǎn)生反應(yīng)，因此對(duì)于諧波電流不可能產(chǎn)生完全正確的反應(yīng)。對(duì)于任何一種斷路器，如果所有負(fù)載的總和還不至于使斷路器動(dòng)作，那么諧波很可能是其動(dòng)作的原因。

⑶母線和接線板的過(guò)熱

中線母線和接線板的尺寸是按相電流的額定值設(shè)計(jì)的，并不包括諧波引起的附加負(fù)載。當(dāng)中線由于三次奇數(shù)倍諧波而過(guò)載時(shí)，它們也會(huì)過(guò)載。對(duì)于它們的過(guò)熱現(xiàn)象，也可以足夠懷疑是上述諧波造成的。

⑷電氣柜的振動(dòng)

按50Hz設(shè)計(jì)的配電柜在高頻諧波電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)下會(huì)發(fā)生機(jī)械諧振。如果配電柜振動(dòng)并發(fā)出嗡嗡的聲音，很可能是由于在諧波頻率下的諧振造成的。

⑸通訊系統(tǒng)中的音頻干擾

通訊系統(tǒng)經(jīng)常提供諧波問題的首要線索。通訊電纜通常與中線導(dǎo)體并排敷設(shè)。中線導(dǎo)體中三次奇數(shù)倍諧波對(duì)通訊電纜產(chǎn)生的感應(yīng)干擾，可以在電話線中聽到。

⑹變壓器的不良表現(xiàn)

諧波可以引起變壓器的鐵損和銅損。變壓器通常按50Hz的相電流負(fù)載設(shè)汁。由于渦流和磁滯現(xiàn)象，高頻率的諧波電流使鐵損增加，與同樣的基波電流相比產(chǎn)生更多的發(fā)熱。當(dāng)中線電流流到變壓器時(shí)，會(huì)反應(yīng)到三角形接法的一次繞組，并在這里循環(huán)導(dǎo)致過(guò)熱和變壓器毀壞。利用諧波表，例如Fluke43電力質(zhì)量分析儀，在一次側(cè)和二次側(cè)分別測(cè)量電流讀數(shù)。通過(guò)Fluke43的柱形圖顯示各次諧波的水平(圖形與圖2類似)。同樣備用發(fā)電機(jī)會(huì)發(fā)生同變壓器同樣的過(guò)熱問題。

⑺感應(yīng)電機(jī)的過(guò)熱

感應(yīng)電機(jī)是線性負(fù)載，如果由良好的正弦波電壓供電，將不會(huì)產(chǎn)生諧波電流。但是如果一個(gè)電機(jī)由畸變電壓供電，將會(huì)由于集膚效應(yīng)和渦流而過(guò)熱。并且如果一些諧波電流是負(fù)序的一例，如5次或11次諧披，它們將試圖改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，由此降低轉(zhuǎn)速和效率。

利用手持諧波故障檢測(cè)儀測(cè)量的接線如圖5所示。

圖5