配電系統電能質(zhì)量的檢測和調整

⑴中線(xiàn)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(xiàn)性負載的三相四線(xiàn)制系統中，三次奇數倍諧波無(wú)法抵銷(xiāo)，而是在中線(xiàn)相加。如果一個(gè)系統存在許多這樣的負載，那么中線(xiàn)電流就會(huì )超過(guò)任何一相的電流，因為中線(xiàn)沒(méi)有斷路器保護，這將是非常危險的。

利用手持諧波故障檢測儀(如Fluke43型)測量一個(gè)三相負載的中線(xiàn)電流(如圖4a所示)，

(a)

(b)
圖4(a)三相系統中三次奇數倍諧被在中線(xiàn)上疊加，由于中線(xiàn)沒(méi)有熔絲保護，過(guò)熱將導致火災。
(b)利用手持諧波故障檢測儀對扦座中線(xiàn)測量示意圖

將測量到的中線(xiàn)電流與從不平衡相電流估計的數值相比較。中線(xiàn)電流是三相電流的矢量和，并且當三相電流在幅度和相位都平衡的時(shí)候，中線(xiàn)電流通常為0。如果中線(xiàn)電流比預計的要高，三次奇數倍諧波將是非?？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(kāi)斷機構，對電流波形的實(shí)際熱效應產(chǎn)生響應。峰值感應斷路器只是對電流波形的峰值產(chǎn)生反應，因此對于諧波電流不可能產(chǎn)生完全正確的反應。對于任何一種斷路器，如果所有負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(xiàn)和接線(xiàn)板的過(guò)熱

中線(xiàn)母線(xiàn)和接線(xiàn)板的尺寸是按相電流的額定值設計的，并不包括諧波引起的附加負載。當中線(xiàn)由于三次奇數倍諧波而過(guò)載時(shí)，它們也會(huì )過(guò)載。對于它們的過(guò)熱現象，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設計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通訊系統中的音頻干擾

通訊系統經(jīng)常提供諧波問(wèn)題的首要線(xiàn)索。通訊電纜通常與中線(xiàn)導體并排敷設。中線(xiàn)導體中三次奇數倍諧波對通訊電纜產(chǎn)生的感應干擾，可以在電話(huà)線(xiàn)中聽(tīng)到。

⑹變壓器的不良表現

諧波可以引起變壓器的鐵損和銅損。變壓器通常按50Hz的相電流負載設汁。由于渦流和磁滯現象，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。當中線(xiàn)電流流到變壓器時(shí)，會(huì )反應到三角形接法的一次繞組，并在這里循環(huán)導致過(guò)熱和變壓器毀壞。利用諧波表，例如Fluke43電力質(zhì)量分析儀，在一次側和二次側分別測量電流讀數。通過(guò)Fluke43的柱形圖顯示各次諧波的水平(圖形與圖2類(lèi)似)。同樣備用發(fā)電機會(huì )發(fā)生同變壓器同樣的過(guò)熱問(wèn)題。

⑺感應電機的過(guò)熱

感應電機是線(xiàn)性負載，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)電機由畸變電壓供電，將會(huì )由于集膚效應和渦流而過(guò)熱。并且如果一些諧波電流是負序的一例，如5次或11次諧披，它們將試圖改變電機的旋轉方向，由此降低轉速和效率。

利用手持諧波故障檢測儀測量的接線(xiàn)如圖5所示。

圖5