1、概述

    社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展推動著通信技術(shù)、計算機技術(shù)、光電技術(shù)等的不斷進步，在實際生產(chǎn)和生活中現(xiàn)代電力電子設(shè)備、變頻空調(diào)、LED屏、計算機、數(shù)字辦公設(shè)備以及通信設(shè)備等被廣泛應(yīng)用，這些設(shè)備和裝置的使用以及三相不平衡等問題的存在會導致中性線電流過大，容易造成中性線絕緣層老化起火從而引發(fā)火災(zāi)，存在較大的安全隱患。針對這樣的情況，我司新型的ANSNP中線安防保護器可有效消除過大的中性線電流，解決諧波污染嚴重、三相不平衡、功率因數(shù)低等電能質(zhì)量問題。

    中線安防保護器的基本原理為:通過電流檢測環(huán)節(jié)采集系統(tǒng)中性線上各次諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，生成諧波電流指令，通過功率執(zhí)行器件輸出與諧波電流幅值相等方向的補償電流，補償電流注入中性線，實現(xiàn)消除中性線電流的目的。

2、產(chǎn)品設(shè)計的必要性

2.1 應(yīng)用背景 

    社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展推動著通信技術(shù)、計算機技術(shù)、光電技術(shù)等的不斷進步，根據(jù)近幾年的火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，電氣火災(zāi)占據(jù)所有火災(zāi)的比例非常高。2018年全年全國共統(tǒng) 計火災(zāi)38.9萬起，死亡2113人，受傷1637人。電氣火災(zāi)比例高，違反電氣安裝使用規(guī)定等引發(fā) 的火災(zāi)共11.6萬起，死亡745人，受傷538人，分別占總數(shù)的29.7%、35.3%和32.9%。其中電氣線路是電氣火災(zāi)中主要的起火源，所占的比例高達60%以上，是防范的重點（公安部消防局， 2010)。其中由于中性線導致的起火數(shù)量占有不小比例，治理中性線電流過大問題是非常有必要的。

2.2 中性線定義及危害

    中性線的定義:三相電的星形接法是把每一相電源或負載的一端都接在中性點上，將中性點引出的這條線叫中性線，這樣就形成三相四線制或者五線制。也可不引出，形成三相三線制?，F(xiàn)在的低壓配電線路，采用多的是三相四線制，其中的三條線路分別用A、B、C代表三相，另一條中性線用N代表。

    在三相四線制或五線制供電系統(tǒng)運行過程中，中性線引發(fā)火災(zāi)事故主要通過三種途徑:

    ※中性線長期過載導致中性線絕緣層老化，后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi);

    ※中性線故障使中性線開路，導致三相電嚴重不平衡，燒毀電氣設(shè)備引發(fā)火災(zāi)。

   ※中性線老化使線路局部過熱，導致中性線絕緣層老化，后使得絕緣層燃燒引發(fā)火災(zāi)。

3.解決方案

中線安防保護器

3.1產(chǎn)品外觀及尺寸

4、技術(shù)參數(shù)

5、應(yīng)用案例

體育中心N線治理項目

某體育中心泛光照明供配電系統(tǒng)，選擇10個測量點測量了電參量，各個配電箱總進線端A/B/C三相電流基本平衡，各相電流有效值不超過350A，N線電流有效值非常大,N線電流是相線電流 的1.7倍左右，當前系統(tǒng)存在以下幾點問題： 

（1）N電流是相線電流的1-1.7倍左右； 

（2）N電流的主要諧波頻次為3次諧波電流，還存在3N次諧波和不平衡電流； 

（3）總電流諧波畸變率相對偏高； 

（4）非線性負荷（開關(guān)電源型）基波功率因數(shù)cosφ為容性，若THDi減小，全波功率因數(shù)PF 會相應(yīng)增大。

6、原因分析

該系統(tǒng)主要負荷類型為開關(guān)電源型，開關(guān)電源型負荷有2大特點： 

（1）電流有效值分解后，諧波電流以3次諧波電流為主，THDi一般在70%-120%之間。 

（2）純開關(guān)電源的無功特性為容性無功居多，開關(guān)電源的無功本身屬于容性無功，如果主動 

投入電容器的話，反而會使系統(tǒng)無功功率增加，出現(xiàn)功率因數(shù)急速降低的現(xiàn)象。

理論上講中性線產(chǎn)生電流的原因主要有兩方面：

（1）A/B/C三相不平衡導致中性線上有零序電流的存在； 

（2）相線3N次諧波電流會在中性線上疊加。

7、方案選型（以AL6配電箱為例）

如圖所示，需要測量的數(shù)據(jù)主要為N線電流及總諧波電流畸變率。圖左上為監(jiān)測點電流，右上為對應(yīng)電流畸變率。Irms1為相線網(wǎng)側(cè)電流，2為相線負載電流，3為中性線網(wǎng)側(cè)電流，4為ANSNP發(fā)出電流。 

體育中心AL8號配電箱負載經(jīng)過ANSNP設(shè)備治理后，相線電流從175A左右降到128A左右。ANSNP設(shè)備輸出274A的補償電流，中性線電流經(jīng)過補償后在37A左右，滿足對治理效果的預期要求。

8、應(yīng)用領(lǐng)域

機場/體育館/影劇院:照明燈光系統(tǒng)，音響系統(tǒng);

學校/研究院:精密實驗室，機房，數(shù)據(jù)中心;

醫(yī)院:醫(yī)用大型設(shè)備使用室,如手術(shù)室樓層，醫(yī)學成像檢驗科，放療科等:

商業(yè)綜合體:大型LED屏幕，舞臺調(diào)光系統(tǒng)，地下停車場充電區(qū)域。

功能：

大量非線性負載使用會導致中性線3N次諧波電流過大，三相不平衡等問題往往也會造成中性線電流過大。而中性線電流過大非常容易導致中性線絕緣層老化起火引發(fā)火災(zāi)，存在較大的安全隱患。針對這樣的情況，我司采用先進的電力電子技術(shù)、控制理論等研制出了新型的中線安防保護器，可有效消除中性線電流過大的情況而造成的電氣火災(zāi)安全隱患。

應(yīng)用范圍：

適用于商場、劇院、體育中心、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等3N次諧波較大場合，能夠有效的治理過大的零線電流。

訂貨范例:

具體型號：ANSNP70-0.4/B

技術(shù)參數(shù)：諧波補償電流0-200A

工作電壓及頻率：380V/50Hz

接線方式：三相四線