零序谐波的影响与传统谐波治理区别
零序谐波的影响与传统谐波治理的区别
作者：深圳市新恒基电气有限公司
新型磁性零序滤波器HJLS
一、零序谐波的
1、对配电变压器的影响
（1）三相负荷不平衡将增加变压器的损耗：
变压器的损耗包括空载损耗和负荷损耗。正常情况下变压器
运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负荷损耗则
随变压器运行负荷的变化而变化，且与负荷电流的平方成正
比。当三相负荷不平衡运行时，变压器的负荷损耗可看成三
只单相变压器的负荷损耗之和。
从数学定理中我们知道：假设a、b、c 3个数都大于或等于
零，那么a+b+c≥3√abc 。
当a=b=c时，代数和a+b+c取得最小值：a+b+c=3√abc 。
因此我们可以假设变压器的三相损耗分别为：Qa=Ia2 R、Qb=
Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分别为变压器二次负
荷相电流，R为变压器的相电阻。则变压器的损耗表达式如下
：
Qa+Qb+Qc≥3√〔（Ia2 R）（Ib2 R）（Ic2 R）〕
由此可知，变压器的在负荷不变的情况下，当Ia=Ib=Ic时，即三相负荷达到平衡时，变压器的损耗最小。
则变压器损耗：
当变压器三相平衡运行时，即Ia=Ib=Ic=I时，Qa+Qb+Qc=3I2R；
当变压器运行在最大不平衡时，即Ia=3I，Ib=Ic=0时，Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R)；
即最大不平衡时的变损是平衡时的3倍。
（2）三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果：
上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多，可能造成绕组和变压器油的过热。绕组过热，绝缘老化加快；变压器油过热，引起油质劣化，迅速降低变压器的绝缘性能，减少变压器寿命（温度每升高8℃，使用年限将减少一半），甚至烧毁绕组。
（3）三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高：
在三相负荷不平衡运行下的变压器，必然会产生零序电流，而变压器内部零序电流的存在，会在铁芯中产生零序磁通，这些零序磁通就会在变压器的油箱壁或其他金属构件中构成回路。但配电变压器设计时不考虑这些金属构件为导磁部件，则由此引起的磁滞和涡流损耗使这些部件发热，致使变压器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。
2、对高压线路的影响
（1）增加高压线路损耗：
低压侧三相负荷平衡时，6～10k V高压侧也平衡，设高压线路每相的电流为I，其功率损耗为： ΔP1 = 3I2R
低压电网三相负荷不平衡将反映到高压侧，在最大不平衡时，高压对应相为1.5I，另外两相都为0.75 I，功率损耗为：
ΔP2 = 2（0.75I）2R+（1.5I）2R = 3.375I2R =1.125（3I2R）；
即高压线路上电能损耗增加12.5%。
（2）增加高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命：
我们知道高压线路过流故障占相当比例，其原因是电流过大。低压电网三相负荷不平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线路过流跳闸停电，引发大面积停电事故，同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。
3、对配电屏和低压线路的影响
（1）三相负荷不平衡将增加线路损耗：
三相四线制供电线路，把负荷平均分配到三相上，设每相的电流为I，中性线电流为零，其功率损耗为： ΔP1 = 3I2R
在最大不平衡时，即某相为3I，另外两相为零，中性线电流也为3I，功率损耗为：
ΔP2 = 2（3I)2R = 18I2R = 6（3I2R)；
即最大不平衡时的电能损耗是平衡时的6倍，换句话说，若最大不平衡时每月损失1200 kWh ，则平衡时只损失200 kWh，由此可知调整三相负荷的降损潜力。
（2）三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果：
上述不平衡时重负荷相电流过大（增为3倍），超载过多。由于发热量Q=0.24I2Rt，电流增为3倍，则发热量增为9倍，可能造成该相导线温度直线上升，以致烧断。且由于中性线导线截面一般应是相线截面的50%，但在选择时，有的往往偏小，加上接头质量不好，使导线电阻增大。中性线烧断的几率更高。
同理在配电屏上，造成开关重负荷相烧坏、接触器重负荷相烧坏，因而整机损坏等严重后果。
4、 对供电企业的影响
供电企业直管到户，低压电网损耗大，将降低供电企业的经济效益，甚至造成供电企业亏损经营。农电工承包台区线损，线损高农电工奖金被扣发，甚至连工资也得不到，必然影响农电工情绪，轻则工作消极，重则为了得到钱违法犯罪。
变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏，一方面增大供电企业的供电成本，另一方面停电检修、购货更换造成长时间停电，少供电量，既降低供电企业的经济效益，又影响供电企业的声誉。
5、 对用户的影响
三相负荷不平衡，一相或两相畸重，必将增大线路中的电压降，降低电能质量，影响用户的电器使用。
变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏，影响用户供电，轻则带来不便，重则造成较大的经济损失，如停电造成养殖的动植物死亡，或不能按合同供货被惩罚等。中性线烧断还可能造成用户大量低压电器被烧毁。
二、磁性零序谐波治理技术概述与各类产品比较分析
常规的谐波治理方法为LC滤波器、有电力源滤波器、零序阻抗等。
1）LC滤波器是传统的无源谐波抑制装置，由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要；这种滤波器出现最早，成本比较低，但同时存在一些较难克服的缺点，比如只能针对单次谐波，容易产生谐波共振，导致设备损毁，随着时间谐振点会漂移，导致谐波滤除效果越来越差；同时，这一方式无法应对瞬变、浪涌和高次谐波，存在节能的漏洞。
2）有源电力滤波器，它是一种电力电子装置，其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量；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，因而受到广泛的重视，并且已在国外国获得广泛应用；但有源电力滤波器成本高昂，价格昂贵，投资回报期长，大多数企业难以承受。
3）零序阻抗，它是一种串接在零线上的阻抗，增加零线上的电阻值，阻断电网负序谐波电流在电网中形成回路，从而减少三相四线系统中的零线电流值。电力设计明确要求，供电系统中零线电缆不允许串接任何开关，电阻隔断设备。因为零线系统中零线阻抗若比正常值明显增大或断线，则会产生电压造成触电事故，危及生命财产安全。
HJLS 磁性零序滤波器选型表订购需知
零线最大电流（A） 过电流滤波器外形尺寸 系统电压 (KV) 相线电流A N-1 N-2 宽(mm) 深(mm) 高(mm) 规格型号代码
0.4 10 20 30 600 420 600 HJLS-10/N-0.4 0.4 20 40 60 600 420 600 HJLS-20/N-0.4 0.4 30 60 90 600 420 600 HJLS-30/N-0.4 0.4 40 80 120 600 520 600 HJLS-40/N-0.4 0.4 50 100 150 600 520 600 HJLS-50/N-0.4 0.4 60 120 180 600 600 1200 HJLS-60/N-0.4 0.4 70 140 210 600 600 1200 HJLS-70/N-0.4 0.4 80 160 240 600 600 1200 HJLS-80/N-0.4 0.4 90 180 270 600 600 1200 HJLS-90/N-0.4 0.4 100 200 300 600 600 1500 HJLS-100/N-0.4 0.4 120 240 360 800 600 1500 HJLS-120/N-0.4 0.4 140 280 420 800 600 1500 HJLS-140/N-0.4 0.4 160 320 480 800 600 1800 HJLS-160/N-0.4 0.4 180 360 540 800 600 1800 HJLS-180/N-0.4 0.4 200 400 600 800 600 1800 HJLS-200/N-0.4 0.4
250
500
750
800
600
1800
HJLS-250/N-0.4 注：在相电流中，零线最大电流超过选型要求的；相线电流超250A 的，需定制。
用户需提供系统额定电压、频率、三相线电流、零线电流、三相电流平衡度和现场的其它工况，也可由我方工程师现场实地测量。
数据分析后，由我公司提供解决方案。