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【摘要】小电流接地系统指的是中性点不接地或者经消弧线圈的一项接地系统，一旦发生单相接地的时候，线电压会始终保持着平衡对称，因此工程规定范围内其可以继续运行一小时至两小时的时间，可是因为在这个情况下非故障相对地电压会升高至少1.5倍，对整个系统的稳定运行造成严重影响，所以其能够让故障扩大两倍或者变成多点接地式的短路故障设施，因此其需要在有效的时间内以有效的方式选出最合适的接地故障线路，以有效的防止事故的个、扩大化。文中分析了小电流接地系统中抑制三次谐波出现的方法。
【方法】三次谐波；小电流；接地系统
0.引言
现代化技术不断发展的过程中，各种高耗能企业电石厂、水泥厂、碳化硅、钢铁厂、化工厂等不断兴起，输电距离越来越长，输电所使用的电缆——架空导线等等越来越多。如果在实际工作过程中不能够将工业园区中对系统三次諧波的抗干扰方式进行解决，无法良好抑制三次谐波会对系统造成严重影响。需要特别注意的是，在所有的非线性设备产生的谐波之中，有大量的三次谐波存在。而三次谐波的存在，会造成中线过载、过热以及发生电磁干扰，对供电电压的波形和绝缘层造成破坏，对功率因数造成降低性影响，甚至缩短电器设备的连续使用寿命。
1.小电流接地系统谐波分析
1.1出现谐波的原因
电力系统出现谐波的主要原因包含了两个方面的因素，一个是电力电子技术发展的过程中，系统之中部分系统使用的是硅整流设备与换流逆变设备，所有这些设备都是在非线性模式下的变拓扑负荷模式，会在整个系统之中出现大量的谐波；另外一个因素是存有铁心的较大容量变压器的励磁电流当中存在较大的高次谐波分量[1]。
1.2主次谐波分量
因为电流形有正负半波的相似性，因此实际开展的傅立叶级数的情况下，偶次数项为零，但是奇数项谐波又分成了3、5、7次等。就三次谐波为例分析，其实际上属于零序性谐波，一旦当变压器使用Y接法的时候，便会对三次谐波造成限制性干扰影响，而在使用△接法的时候，零序性谐波电流会在三角形体积内做流串而不进入到整个运行体系之中。5次和7次谐波均为负序性电流，因此其在路线运行过程在中注入进整个运行体系之中，因此其能够被当成是选线的基本参照数据。零序性电流之中除却基波之外，5次和7次谐波用作基波值当成是基数，其占据的百分比数据分别是I05=2%～8%，I07=1%～5%。
2.抑制三次谐波出现的方法
当下抑制小电流接地系统3.次谐波的方式主要有四种，分别是并联型滤波器、串联型滤波器、有源型滤波器以及曲折接线变压器等等
2.1并联型无源滤波器
这种滤波设备属于一种由一组或者好几组单调写滤波器一同构成，单调谐波器借助RLC电路串联谐振工作原理而连在一起，而对于三次谐波的抑制，一般选择使用单调谐滤波器，如果没能将电阻的因素纳入考虑范围，在三次谐波最小化阻抗的情况下，出现的滤波效果最好。在理论上分析，3XL=XC/3，也就是XL=XC/9=11.11%XC。为了保证绝对的可靠性，一般情况下其取值在11.11%以上[2]。
2.2串联型
串联型无源滤波器的组成是电容器并联电抗器，之后其串联在供电系统当中的中性线上专门对三次谐波做抑制。三次谐波的滤波器借助并联谐振的工作原理，使其对150Hz的谐波组成较高的阻抗的一种并联型谐波，并用来防止单相非线性负荷而造成的电流源性质的三次谐波使其流通于中性线之上，造成大量的三次谐波被隔绝。另外在此过程中，因为50Hz的工频电流而组成了较低的阻抗型串联谐振，同时借助三相不平衡负荷而造成的负序工频电流在中性线以及串接滤波器当中进行无阻碍性连接。在滤波器当中的电抗器和电容器的参数其能够被看成是彼此的谐振关系以及串联的滤波器之间的顺利沟通。在滤波器当中的电抗器和电容器参数则能够视作彼此的谐振关系和流经通过谐振回路的电流进行详细确定[3]。
2.3曲折接线变压器抑制零序谐波原理
曲折线变压器属于一种由三相绕组经过特殊方式而连接成的变压器，基本工作原理可参见下图。在小电流接地系统之中，电压的互感器一次侧中性点经过消谐器或者是地变器接地之后，造成互感器励磁回路的零序阻断力加大，对励磁电流体系之中的三次谐波成群成份的连接在一起，进而造成了副边感应电势之中的3次零序谐波电压出现骤然变大的情况。一般在这种情形下测试的三次谐波电压都不是在一次性测情况下而产生的。
曲折变压器原理下的接线图
在低压配电体系之中，零序性谐波的电流幅值大小与其初始相位基本相同，上图中的变压器变比设置数值为1：1，也就是原、副边的绕组匝数基本相同，这种情况下能够在之前的边中所输入进的电流和副边感应到的电流基本保持一致，依照曲折变压器的连接方式可以计算得出其接线方式是：
（1）
同时因为变压器的变比是1：1，因此可以计算得出：
（2）
因此，也就有 （3）
从上式中可以看出，，流入曲折变压器之前的电流幅值基本相同，相位类似，因此其对零序性谐波属于阻抗值较低的通路。所以以此原理分析，把曲折变压器并联入系统之中，让零序性谐波在经过曲折变压器而不是中性线的时候，能够发挥着零序性谐波的作用。
3.结语
低压配网之中的零序性谐波情况逐渐严重的情况下，传统的谐波抑制方式获得效果不甚理想，曲折接线变压器便为抑制零序性谐波提供了一种较为理想的方式。本次研究中提出的三种方式中，并联型无源滤波器在理想状态下有较好的谐波抑制效果，可是其谐波抑制效果和系统的阻抗型之间存在较大关系，另外在实际使用过程中的谐波抑制效果也不甚突出。第二种串联型无源滤波器其会在中性线中造成较大的三次谐波电压出现，对系统的电压造成干扰，以致于阻碍系统的正常安全。另外借助曲线接线变压器的方式对三次谐波做抑制，需要选择铜芯或者铁芯的变压器，这样能够在实际工作过程中获得较好的谐波抑制作用。
【参考文献】
[1]盛怡. 基于支持向量机的小电流接地系统故障选线研究[D].兰州交通大学，2013.
[2]孙延国. 油井配电网小电流接地系统单相接地故障研究[D].东北石油大学，2013.
[3]陈帆. 小电流接地系统单相接地暂态零序量分析与选线方法研究[D].郑州大学，2011.
姓名：冯洋
单位：国网宁夏电力公司中卫供电公司
省份：宁夏回族自治区
邮编：755000
地址：宁夏银川市西夏区丽子园南街物华兴洲苑8号楼一单元801室
联系人：杨百万
联系电话：15595204472
【方法】三次谐波；小电流；接地系统
0.引言
现代化技术不断发展的过程中，各种高耗能企业电石厂、水泥厂、碳化硅、钢铁厂、化工厂等不断兴起，输电距离越来越长，输电所使用的电缆——架空导线等等越来越多。如果在实际工作过程中不能够将工业园区中对系统三次諧波的抗干扰方式进行解决，无法良好抑制三次谐波会对系统造成严重影响。需要特别注意的是，在所有的非线性设备产生的谐波之中，有大量的三次谐波存在。而三次谐波的存在，会造成中线过载、过热以及发生电磁干扰，对供电电压的波形和绝缘层造成破坏，对功率因数造成降低性影响，甚至缩短电器设备的连续使用寿命。
1.小电流接地系统谐波分析
1.1出现谐波的原因
电力系统出现谐波的主要原因包含了两个方面的因素，一个是电力电子技术发展的过程中，系统之中部分系统使用的是硅整流设备与换流逆变设备，所有这些设备都是在非线性模式下的变拓扑负荷模式，会在整个系统之中出现大量的谐波；另外一个因素是存有铁心的较大容量变压器的励磁电流当中存在较大的高次谐波分量[1]。
1.2主次谐波分量
因为电流形有正负半波的相似性，因此实际开展的傅立叶级数的情况下，偶次数项为零，但是奇数项谐波又分成了3、5、7次等。就三次谐波为例分析，其实际上属于零序性谐波，一旦当变压器使用Y接法的时候，便会对三次谐波造成限制性干扰影响，而在使用△接法的时候，零序性谐波电流会在三角形体积内做流串而不进入到整个运行体系之中。5次和7次谐波均为负序性电流，因此其在路线运行过程在中注入进整个运行体系之中，因此其能够被当成是选线的基本参照数据。零序性电流之中除却基波之外，5次和7次谐波用作基波值当成是基数，其占据的百分比数据分别是I05=2%～8%，I07=1%～5%。
2.抑制三次谐波出现的方法
当下抑制小电流接地系统3.次谐波的方式主要有四种，分别是并联型滤波器、串联型滤波器、有源型滤波器以及曲折接线变压器等等
2.1并联型无源滤波器
这种滤波设备属于一种由一组或者好几组单调写滤波器一同构成，单调谐波器借助RLC电路串联谐振工作原理而连在一起，而对于三次谐波的抑制，一般选择使用单调谐滤波器，如果没能将电阻的因素纳入考虑范围，在三次谐波最小化阻抗的情况下，出现的滤波效果最好。在理论上分析，3XL=XC/3，也就是XL=XC/9=11.11%XC。为了保证绝对的可靠性，一般情况下其取值在11.11%以上[2]。
2.2串联型
串联型无源滤波器的组成是电容器并联电抗器，之后其串联在供电系统当中的中性线上专门对三次谐波做抑制。三次谐波的滤波器借助并联谐振的工作原理，使其对150Hz的谐波组成较高的阻抗的一种并联型谐波，并用来防止单相非线性负荷而造成的电流源性质的三次谐波使其流通于中性线之上，造成大量的三次谐波被隔绝。另外在此过程中，因为50Hz的工频电流而组成了较低的阻抗型串联谐振，同时借助三相不平衡负荷而造成的负序工频电流在中性线以及串接滤波器当中进行无阻碍性连接。在滤波器当中的电抗器和电容器的参数其能够被看成是彼此的谐振关系以及串联的滤波器之间的顺利沟通。在滤波器当中的电抗器和电容器参数则能够视作彼此的谐振关系和流经通过谐振回路的电流进行详细确定[3]。
2.3曲折接线变压器抑制零序谐波原理
曲折线变压器属于一种由三相绕组经过特殊方式而连接成的变压器，基本工作原理可参见下图。在小电流接地系统之中，电压的互感器一次侧中性点经过消谐器或者是地变器接地之后，造成互感器励磁回路的零序阻断力加大，对励磁电流体系之中的三次谐波成群成份的连接在一起，进而造成了副边感应电势之中的3次零序谐波电压出现骤然变大的情况。一般在这种情形下测试的三次谐波电压都不是在一次性测情况下而产生的。
曲折变压器原理下的接线图
在低压配电体系之中，零序性谐波的电流幅值大小与其初始相位基本相同，上图中的变压器变比设置数值为1：1，也就是原、副边的绕组匝数基本相同，这种情况下能够在之前的边中所输入进的电流和副边感应到的电流基本保持一致，依照曲折变压器的连接方式可以计算得出其接线方式是：
（1）
同时因为变压器的变比是1：1，因此可以计算得出：
（2）
因此，也就有 （3）
从上式中可以看出，，流入曲折变压器之前的电流幅值基本相同，相位类似，因此其对零序性谐波属于阻抗值较低的通路。所以以此原理分析，把曲折变压器并联入系统之中，让零序性谐波在经过曲折变压器而不是中性线的时候，能够发挥着零序性谐波的作用。
3.结语
低压配网之中的零序性谐波情况逐渐严重的情况下，传统的谐波抑制方式获得效果不甚理想，曲折接线变压器便为抑制零序性谐波提供了一种较为理想的方式。本次研究中提出的三种方式中，并联型无源滤波器在理想状态下有较好的谐波抑制效果，可是其谐波抑制效果和系统的阻抗型之间存在较大关系，另外在实际使用过程中的谐波抑制效果也不甚突出。第二种串联型无源滤波器其会在中性线中造成较大的三次谐波电压出现，对系统的电压造成干扰，以致于阻碍系统的正常安全。另外借助曲线接线变压器的方式对三次谐波做抑制，需要选择铜芯或者铁芯的变压器，这样能够在实际工作过程中获得较好的谐波抑制作用。
【参考文献】
[1]盛怡. 基于支持向量机的小电流接地系统故障选线研究[D].兰州交通大学，2013.
[2]孙延国. 油井配电网小电流接地系统单相接地故障研究[D].东北石油大学，2013.
[3]陈帆. 小电流接地系统单相接地暂态零序量分析与选线方法研究[D].郑州大学，2011.
姓名：冯洋
单位：国网宁夏电力公司中卫供电公司
省份：宁夏回族自治区
邮编：755000
地址：宁夏银川市西夏区丽子园南街物华兴洲苑8号楼一单元801室
联系人：杨百万
联系电话：15595204472