1、概述

   社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展推動(dòng)著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)等的不斷進(jìn)步，在實(shí)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(jì)算機(jī)、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(wèn)題的存在會(huì)導(dǎo)致中性線電流過(guò)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(duì)這樣的情況，我司新型的ANSNP中線安防保護(hù)器可有效消除過(guò)大的中性線電流，同時(shí)解決諧波污染嚴(yán)重、三相不平衡、功率因數(shù)低等電能質(zhì)量問(wèn)題。

    中線安防保護(hù)器的基本原理為:通過(guò)電流檢測(cè)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(jì)算并提取各次諧波電流的含量，生成諧波電流指令，通過(guò)功率執(zhí)行器件輸出與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流注入中性線，實(shí)現(xiàn)消除中性線電流的目的。

2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要性

2.1 應(yīng)用背景 

   社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展推動(dòng)著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)等的不斷進(jìn)步，根據(jù)近幾年的火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(guó)共統(tǒng)計(jì)火災(zāi)38.9萬(wàn)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(wàn)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(dá)60%以上，是防范的重點(diǎn)（公安部消防局，2010)。其中由于中性線導(dǎo)致的起火數(shù)量占有不小比例，所以治理中性線電流過(guò)大問(wèn)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(fù)載的一端都接在中性點(diǎn)上，將中性點(diǎn)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(yùn)行過(guò)程中，中性線引發(fā)火災(zāi)事故主要通過(guò)三種途徑:

    ※中性線長(zhǎng)期過(guò)載導(dǎo)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(dǎo)致三相電嚴(yán)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(guò)熱，導(dǎo)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(hù)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(xiàng)目

某體育中心泛光照明供配電系統(tǒng)，選擇10個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量了電參量，各個(gè)配電箱總進(jìn)線端A/B/C三相電流基本平衡，各相電流有效值不超過(guò)350A，但是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，總結(jié)當(dāng)前系統(tǒng)存在以下幾點(diǎn)問(wèn)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，同時(shí)還存在3N次諧波和不平衡電流； 

（3）總電流諧波畸變率相對(duì)偏高； 

（4）非線性負(fù)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(huì)相應(yīng)增大。

6、原因分析

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

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

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

另外，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(dǎo)致中性線上有零序電流的存在； 

（2）相線3N次諧波電流會(huì)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(cè)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(cè)點(diǎn)電流，右上為對(duì)應(yīng)電流畸變率。Irms1為相線網(wǎng)側(cè)電流，2為相線負(fù)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(hào)配電箱負(fù)載經(jīng)過(guò)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(bǔ)償電流，中性線電流經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后在37A左右，滿足對(duì)治理效果的預(yù)期要求。

8、應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)場(chǎng)/體育館/影劇院:照明燈光系統(tǒng)，音響系統(tǒng);

學(xué)校/研究院:精密實(shí)驗(yàn)室，機(jī)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(xué)成像檢驗(yàn)科，放療科等:

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

功能：

大量非線性負(fù)載使用會(huì)導(dǎo)致中性線3N次諧波電流過(guò)大，同時(shí)，三相不平衡等問(wèn)題往往也會(huì)造成中性線電流過(guò)大。而中性線電流過(guò)大非常容易導(dǎo)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(duì)這樣的情況，我司采用先進(jìn)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(hù)器，可有效消除中性線電流過(guò)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(chǎng)、劇院、體育中心、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院等3N次諧波較大場(chǎng)合，能夠有效的治理過(guò)大的零線電流。

訂貨范例:

具體型號(hào)：ANSNP70-0.4/B

技術(shù)參數(shù)：諧波補(bǔ)償電流0-200A

工作電壓及頻率：380V/50Hz

接線方式：三相四線