工業廠房中線電流過大怎麽辦？

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

摘要：在現代工業(ye) 生產(chan) 中，工業(ye) 廠房作為(wei) 核心場所，其電能質量直接關(guan) 係到生產(chan) 的穩定性、設備的可靠性以及產(chan) 品的質量。然而，非線性負載（如LED照明、計算機、UPS）和焊接設備等會(hui) 產(chan) 生3,5,7次諧波，諧波電流疊加導致中線電流過大，致導線過熱，加速絕緣老化，甚至引發火災影響變壓器和配電設備的正常運行。通過終端電氣綜合治理裝置——中線安防保護器對線路諧波進行治理，從(cong) 而降低中線電流對於(yu) 保障工業(ye) 生產(chan) 的高效運行具有重要意義(yi) 。

1工業(ye) 廠房行業(ye) 特征

生產(chan) 規模與(yu) 空間布局多樣：不同行業(ye) 的生產(chan) 規模差異巨大。

設備種類繁多且特性複雜：工業(ye) 廠房內(nei) 設備種類極為(wei) 豐(feng) 富，有各類加工機床、自動化生產(chan) 線、動力設備等，這些設備的運行特性複雜多樣。

生產(chan) 連續性要求高：多數工業(ye) 生產(chan) 過程具有連續性特點，一旦生產(chan) 中斷，不僅(jin) 會(hui) 導致生產(chan) 停滯、產(chan) 品報廢，還可能引發設備損壞、安全事故等問題。

2 工業(ye) 廠房的負載特征

   在工業(ye) 廠房中，通常會(hui) 涉及高新儀(yi) 器、精密測量設備、開關(guan) 電源、整流逆變器、UPS/EPS等設備，這些都是較大的諧波源。特別是大量使用開關(guan) 電源負載和LED燈的場所，由於(yu) 其負載特性，會(hui) 產(chan) 生明顯的3次、5次和7次諧波。其中，3次諧波電流的疊加會(hui) 導致中線電流過大，可能引發過熱甚至火災風險，因此需要及時采取治理措施，以確保電能質量和設備安全運行。

   變頻器：將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續可調的交流電，供給電動機運轉。變頻器是典型的非線性負載，目前，絕大部分變頻器的整流環節都是應用6脈衝(chong) 整流，所產(chan) 生的諧波以5次、7次、11次為(wei) 主。

   整流器：整流器在工作時，會(hui) 將輸入的正弦交流電進行 “切割” 和 “變換”，由於(yu) 其非線性的工作特性，使得輸出的直流電中包含了以5、7次諧波為(wei) 主的諧波電流。

   電焊機：利用正負兩(liang) 極在瞬間短路時產(chan) 生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料。具有很強的非線性特性，在焊接起弧和焊接過程中，電流變化大，會(hui) 產(chan) 生大量諧波，其中以 3 次、5 次、7 次、11 次和 13 次諧波較為(wei) 突出。

   計算機及服務器：內(nei) 部電源采用開關(guan) 電源技術，其電流與(yu) 電壓關(guan) 係呈非線性。計算機在開機、運行不同程序等過程中，會(hui) 產(chan) 生一定的諧波電流，且對電源的穩定性和質量要求較高。

  LED燈：需要通過驅動器將交流電轉換為(wei) 直流電來驅動 LED 芯片發光。LED 燈的驅動器會(hui) 使其呈現非線性特性，在不同的亮度調節下，電流和功率變化不呈線性關(guan) 係，可能會(hui) 產(chan) 生諧波，影響電網質量。

3 現場案例

現場情況：

   安徽某工業(ye) 廠房內(nei) 主要涉及負載有加熱設備（數量較多）、LED 燈組，空調，照明等，上述設備都屬於(yu) 非線性負荷,大大加重了諧波危害，尤其 3 次諧波的影響，導致中線線纜存在溫度過高，中線電流過大，嚴(yan) 重影響了電網、供配電係統和其他用電負載的運行，存在較大的安全隱患。

現場測試

解決(jue) 方案：

設備配置:1台ANSNP100壁掛模塊

中線電流治理前

中線電流治理後

    上述中線治理前後的數據可以看到，治理前中線電流中3次諧波為(wei) 109A左右，治理後中線剩餘(yu) 3次諧波為(wei) 3A左右，ANSNP 對於(yu) 中線電流中3次諧波的治理能力補償(chang) 率在 97%及以上，符合前期預期的治理要求，設備的中線電流治理能力效果較好。

    ANSNP 係列中線安防保護器並聯在含諧波負載的低壓配電係統中，能夠對動態變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償(chang) 。中線安防保護器的基本原理為(wei) :通過電流檢測環節采集係統中性線上過電流信息，經控製器快速計算並提取各次諧波電流的含量，產(chan) 生諧波電流指令，通過功率執行器件產(chan) 生與(yu) 過電流幅值相等方向相反的補償(chang) 電流，並注入中性線，從(cong) 而消除中性線中過大的電流。

4 結論

   綜上所述，中線安防保護器在工業(ye) 廠房和現代電力係統中扮演著至關(guan) 重要的角色。隨著非線性負載的廣泛應用，3次諧波電流疊加導致的中性線電流過載問題日益突出，不僅(jin) 威脅設備安全，還可能引發火災等嚴(yan) 重事故，同時造成電能消耗增加、設備故障以及使用壽命縮短等問題，直接和間接的經濟損失相當巨大。中線安防保護器通過實時監測和限製中性線電流，有效解決(jue) 了這一問題，為(wei) 電力係統的穩定運行提供了有力保障。