磁 性 零 序 滤 波 器
商业办公楼、商场、银行、股票交易中心、学校等大型现代化设备密集应用场所都大量存在中性线过电流问题。主要原因是电视机、计算机、变频空调、微波炉、各种办公设备及照明电源、不间断电源等现代化设备的大量使用，使电网中产生大量的零序电流，虽然单台功率很小，但数量庞大，使零序谐波问题严重，零序电流在中性线上相互叠加，而且这些设备都是单相设备常常使中性线过流严重，有些中性线电流已远超相线电流，HJLS磁性零序滤波器是是解决中性线过电流的理想产品。
一、 磁性零序滤波器的定义及特点
电力系统中零序谐波是三相电流或电压矢量方向相同的谐波电流或电压，由3次、6次、9次及3n（n=1、2、3…）次谐波电流构成。由于它通常都往中性线流，所以在三相平衡的三相四线电力系统中，中性线电流即为零序谐波电流。
二、 磁性零序滤波器的危害：
线路设计时，通常中性线比相线要细很多，大电流流入中性线，使以下问题更突出。
1、 中性线严重过负荷、使电缆电线过热，加速绝缘老化；
2、 绝缘老化到一定程度，导致短路和接地故障引起电气火灾；
3、 零序电流造成电缆发热，金属套管发热，变压器发热，能耗增加；
4、 中性线零位飘移，使中性线对地有电压，对设备及人身**造成隐患并干扰弱电设备（如计算机死机，仪器失灵，电表计量不准确等）；
5、 零序谐波容易造成变压器利用率低，中性线过负荷使跳闸频繁；
三、 磁性零序滤波器
HJLS零序滤波器是恒基电气公司在引进国外技术基础上针对中性线过电流全新开发的新一代滤波节能产品。
1、 磁性零序滤波器适用场所
办公大楼、商场、银行、医院、科研、学校、体育场馆、演播厅、等以3、9次零序谐波为主。
2、 性能特点
l 能锐减零线中的电流，消除零线电流过大造成的火灾隐患；
l 能同时滤除3n次谐波（LC滤波器只能滤除特定频率谐波）；
l 没有滤波电容器及电子元件，像干式变压器一样有极高的可靠性，使用寿命长达二十年；
l 能有效避免谐波放大；
l 避免谐波对精密设备的干扰（如计算机死机），使其产生不必要的损失；
l 能有效保护无功补偿电容器过载，延长使用寿命；
l 有效的减少变压器的铁损和铜损，节能10%以上；
l 提高变压器利用率（由于零线电流过大，有的变压器利用率不足30%）；
l 避免零序保护误动作，消除由于误动作造成的经济损失；
3、 HJLS零序滤波器结构及原理
l 主要结构
HJLS磁性零序谐波滤波器采用了纯电感式滤波器件，用改变磁通流向来达到滤波的效果，（见图1）它主要由两个元件组成：
图1：磁性零序滤波器原理图
a）零序阻抗器L0。它具有特殊的磁电路结构，串联在电源线中，特性是：对于零序电流而言是一个高阻抗，但对于正序、负序电流而言是一个低阻抗。
b） 零序滤除器Z0。它也是具有特殊磁电路结构的电抗器，与负荷并联，特性刚好于L0相反，对于零序电流而言是一个低阻抗，但对于正序、负序电流而言是一个低阻抗。可有效吸收3n次谐波并使零序电流锐减。它的工作原理是：通过具有特殊的磁电路结构和材料制成的电抗器实现内部电路及磁路能量转换，对于零序电流而言是一个低阻抗，能使零序电流短路，滤除3n 次谐波电流；另一方面，它对于正序、负序电流而言则是一个无穷大的阻抗。
l 原理分析
为了进一步对HJLS磁性零序滤波器进行分析，我们对对电路进行改进，为了把问题简化，设置一个分流器JL，如图2所示。可以忽略负荷阻抗ZL的影响（因为它比其它阻抗高得多）。
图 2 HJLS磁性零序谐波滤波器的原理图II
从图2 可以看出：
a）流过电源的正序/负序电流
式中： ——流过电源的正序/负序电流
——流过负荷及分流器的正序/负序电流
——电源的正序/负序阻抗
——零序阻抗器L0对的正序/负序阻抗
——电抗器Z0的正序/负序阻抗
加装零序谐波滤波器后，对正序、负序电流而言，零序阻抗器L0的阻抗ZL0,V是一个很低的阻抗，可以忽略不计，而电源阻抗也可以忽略不计，因此正序、负序电流不受影响。
b）流入电源中性线的电流
式中： ——流过电源的零序电流
——流过负荷及分流器的零序电流
——电源的零序阻抗
——线路电感L0的零序阻抗
——零序滤除器Z0的零序阻抗
另一方面，零序滤除器Z0的阻抗对于零序电流而言接近于0，零序电流被零序阻抗短路，不会流向电源系统，从而使系统中性线电流趋近于0。
c）负荷侧零序谐波电压的变化值
式中： ——负荷侧零序谐波电压的变化值
——电源侧零序谐波电压的变化值
——电源的零序阻抗
——线路电感L0的零序阻抗
——零序滤除器Z0的零序阻抗
零序谐波电压被零序阻抗器L0挡住（趋于无穷大），因此，来自交流电网中的干扰对滤波器下游的使用装置无影响；而由负荷产生的零序电流被零序阻抗短路，不会形成零序谐波电压加于负荷上。
4、 磁性零序滤波器技术数据
该表列出的技术数据是常用规格，若有特殊要求，请联系我们。
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工作条件
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*大相对湿度： 90%RH
环境*高温度：40℃
*高海拔高度：2000m
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基本电气参数
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额定频率：50Hz
额定电压：400V
整机损耗：＜3W/KVA
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连接方式
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三相四线制系统，电缆或铜排连接
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绝缘等级
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H级（正常工况下B级）
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防护等级
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IP30
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执行标准
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GB/T14549-1993、GB10941-1996、GB19212.1-2003、GB6450-1986、 GB/T501-1991
|
5、 接线方式
图3接线方式
6、 案例分析
郑州某大型商场的实际案例，商场二层总进线柜串接总量为120KW的磁性零序滤波器，滤波前总开关基波电流有效值为137A，3次谐波电流有效值为39A，可以看出没有滤波时，中性线上的3次谐波很大为114A，其幅值为三相的3次谐波电流之和。由于3次谐波电流大，造成电缆和电缆金属套管发热严重，跳闸频繁。进线总出关谐波治理前谐波测试电流谐波棒型图见图4
图4治理前电流谐波分布图
投入HJLS磁性零序滤波器后，基波电流有效值为137A，3次谐波电流有效值为9.5A，可以看出没有滤波时，中性线上的3次谐波从114A减少到28A，滤除了86A，滤除率为75.5%，效果明显。谐波治理后谐波测试电流谐波棒型图见图4。
图5治理后电流谐波分布图
7、 对零序谐波治理方法的比较
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治理方法
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基本原理
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零序滤
波效果
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投
资
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损
耗
|
体
积
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维
护
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无源
滤波器
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电抗器和电容器串接，针对特定次数谐波做成调谐滤波器，滤除特定谐波。但由于零序谐波滤波器矢量方向相同，使滤波器内部谐波电流无法形成回路。
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差
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低
|
较
低
|
大
|
易
|
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有源
滤波器
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用可控的功率半导体元件向电网注入与原谐波电流方向相反，幅值相等的电流，使相互抵消。
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好
|
高
|
高
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小
|
难
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|
变压器
Y/△接法
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变压器△形边对零序电流形成内部环路，使零序电流不在一次侧体现
|
一
般
|
较
高
|
较
高
|
大
|
免
|
|
磁性零序
滤波器
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利用特殊的磁路结构，使三相零序谐波产生的磁通互相抵消。
|
好
|
较低
|
低
|
较小
|
免
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HJLS磁性零序滤波器选型表
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型号规格表
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*大负荷线电流
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*大总损耗
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外 观 尺 寸
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重 量
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宽
|
深
|
高
|
|
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（A）
|
（W）
|
mm
|
mm
|
mm
|
Kg
|
|
HJLS-32/0.4
|
32
|
42
|
450
|
300
|
900
|
60
|
|
HJLS-63/0.4
|
63
|
210
|
450
|
300
|
900
|
120
|
|
HJLS-100/0.4
|
100
|
400
|
600
|
400
|
1200
|
180
|
|
HJLS-150/0.4
|
150
|
546
|
600
|
400
|
1200
|
220
|
|
HJLS-200/0.4
|
200
|
778
|
600
|
600
|
1800
|
250
|
|
HJLS-250/0.4
|
250
|
936
|
600
|
600
|
1800
|
280
|
|
HJLS-300/0.4
|
300
|
1124
|
600
|
600
|
1800
|
300
|
|
HJLS-350/0.4
|
350
|
1365
|
600
|
600
|
1800
|
330
|
|
HJLS-400/0.4
|
400
|
1502
|
800
|
600
|
1800
|
370
|
|
HJLS-630/0.4
|
630
|
2252
|
800
|
600
|
1800
|
400
|
|
HJLS-800/0.4
|
800
|
2997
|
1000
|
800
|
1800
|
450
|
|
HJLS-1000/0.4
|
1000
|
3710
|
1000
|
800
|
1800
|
520
|
订购需知
l 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。
l 数据分析后，由我公司提供解决方案。
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