三次谐波不能通过三相电路的负载吗？3次谐波产生原因？

　　三次谐波不能通过三相电路的负载吗？

　　1 如果发电机为三角形接线，那么其空载电压中没有3次谐波；

　　2 如果发电机带上负荷，而负荷中又有产生较大3次谐波的设备，那么发电机带负荷时出口电压中可能有3次谐波；

　　3 如果发电机经过变压器升压后接到供电系统，而变压器又有三角形接线的绕组，那么发电机出口电压中就没有3次谐波

　　3次谐波产生原因？

　　三次谐波电流主要来自于单相整流电路。

　　熟悉电路的人都知道，平滑电容的电压被充电到交流电的峰值后，就维持在交流电峰值附近。当交流电的电压低于电容上的电压时，电网上没有电流流入负载。这时，负载的电流由电容供给，随着输出电流，电容的电压开始降低，在某个时刻，交流电的电压会高于电容上的电压，这时，电网上才会有电流流入电容（给电容充电，使电容上的电压升高）和负载中。因此，电网仅在接近电压峰值的时刻向负载输入电流，电流的形状为脉冲状。通过付立叶分析可知，这种脉冲状的波形包含丰富的三次谐波成分。

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　　一、三次谐波的产生原因

　　一般来说， 理想的交流电源应是纯正弦波形，但因现实世界中的输出阻抗及非线性负载的原因，，导致电源波形失真。 若电压频率是50Hz，，将失真的电压经傅立叶转换分析后，可将其电压组成分解为除了基频（50Hz）外，倍频（100Hz， 150Hz，…。。）成份的组合。其倍频的成份就称为谐波。

　　

　　照明工程中大规模使用高强度气体放电灯、LED灯、荧光灯等，造成大量的谐波电流，因而只要电流波形不是正弦波，其中就包含了谐波电流的成分。

　　单相整流电路的电流是脉冲状的。如果三条相线上的电流是脉冲状的。由于脉冲很窄，因此当第一相上出现电流时，第二相和第三相上的电流为0.因此零线上不会发生抵消，相线上出现的每个电流脉冲也会出现在零线上。这种现象解释了当负载为计算机时，即使负载平衡，中线上仍然有电流的现象。

　　中线上的电流脉冲数是相线上的电流脉冲数的3倍，根据电流有效值的计算方法，中线上的电流会达到相线的1.7倍。如果整流电路的电流的脉宽大于60°，就会在中线上发生重叠现象，这时中线上的一部分电流发生抵消，实际的零线电流会小于相线电流的1.7倍。现在建筑物中几乎所有的负载都是以整流电流为代表的非线性负载，因此，中线电流过大的问题十分普遍。

　　二、三次谐波的特殊危害

　　在处理谐波问题时，3次谐波电流需要引起特别的关注，三次谐波之所以危害很大，是因为三次谐波电流在中线上叠加，会导致中线电流过大，从而造成火灾隐患。

　　1、导致过载保护装置误动作

　　这是因为三次电流谐波成分导致电流成为脉冲状的电流，然而这种电流为了达到相同的功率，峰值一定会很大。如果过载保护装置是通过检测电流峰值来工作的话，那么就会引起一系列的误动作。

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　　2、导致电缆过热

　　

　　导致电缆过热的原因有俩个：一是谐波电流的趋肤效应，另一个则是三次谐波在零线上叠加所导致的。在现实生活中，这俩个因素后者比前者带来的危害要严重的多。

　　3、导致变压器过热

　　第一使得变压器过热的原因是谐波电流流过变压器内部绕组，使得变压器的铜损（导线的损耗）以及铁损（铁芯的损耗）增大，产生很大的热量。

　　其二是由于谐波电流经过变压器的初级绕组，所产生“环流”所致。一般的变压器都是将中压（10kv）转换成低压（220v），这种变压器的特点就是，负载产生的三次谐波感应到初级绕组，在其中形成环流，不会流出变压器初级，这就说明三次谐波不会流向公共电网，在之前这种特点被认为是变压器的一个优点。但是当负载产生的三次谐波量很大的话，这个优点就是导致意外的问题，这就是来自负载的大量三次谐波在绕组中环流，从而产生巨大的热量。

　　现在，建筑物中几乎所有的负载都是以整流电路为代表的非线性负载，因此中线电流过大的问题十分普遍。为避免发生不可挽回的损失，三次谐波的问题一定要重视起来。

　　三、治理方法

　　1、有源滤波器

　　

　　在配电柜的母线上安装有源滤波器是解决这类问题的理想方法。有源滤波器根据检测到的相线上的谐波电流，向相线注入相位相反的谐波电流，已消除母线上的谐波电流。 在选用有源滤波器时，要选择三相四线制的型号。滤波器的补偿电流要参照母线上可能出现的谐波电流的大小进行选择。 有源滤波器需要注意的是，它的作用是保证滤波器的上有满足谐波要求，因此在安装时，要选择合理的安装位置，避免滤波器的下游残留谐波造成危害。因为三次谐波的主要危害是导致零线电流过热，造成火灾隐患。有源滤波器的安装位置要避免建筑物内存在任何的这种隐患。

　　2、三次谐波电流零线滤波器

　　我们知道，采用三相四线制给单相负载供电的配电系统中，A相、B相、C相与零线共同构成三组单相供电回路，正常情况下单相整流负载产生的3次、9次、15次、21次等三倍频谐波电流则在这三组单相供电回路中循环流通，并通过360度矢量叠加到零线上，造成零线上3倍频谐波电流高达相线的三倍左右，引起零线过流发热，严重时发生断裂起火等恶性事故。

　　LB3TPF三倍频谐波相线滤波器是利用三相磁通360度反向自动消减原理，串接在三相四线制的ABC三相上，当相位角处于360度的3次、9次、15次、21次等三倍频谐波电流流入LB3TPF时，LB3TPF则会自动产生一个反向的磁通进行抵消三倍频谐波的磁通，而50Hz的基波和其他频率的谐波则不受影响，如果在相线上消除掉3倍频谐波电流，那么通过360度矢量叠加到零线上的3倍频谐波电流也就同步消除了。

　　因此，LB3TPF三倍频谐波相线滤波器的最大好处是从全系统的角度对3次、9次、15次、21次等三倍频谐波电流进行治理，对整个供电系统的三倍频谐波电流进行消除，配电系统上的任何设备都能够受益