智能充电站谐波治理方案

行业特点分析： 

随着新能源技术的发展，近年来,新能源汽车及共享电单车的发展呈现出井 喷式的增长，从前期的规划设计到后期的运行维护都越来越专业化，标准化。用电 需求的不同，电动车换电站有其独特的供配电结构，用电负载中绝大多数为单相负 载，开关电源充电设备大量应用，产生无数小幅值的谐波电流，负载分布不均衡， 单台充电设备产生的谐波电流微小，但是在系统主回路中汇总以后，则会产生数 量庞大的谐波电流，对系统的安全造成严重的隐患，而且由于用电设备的使用并不 具备同步性，系统中的谐波含量变化也是随机变化，这大大增加了谐波治理难度。这 些非线性负载的应用，对供配电系统的安全稳定运行造成了严重的安全隐患，大量 的谐波注入系统中，一旦出现电力故障，轻则为严重的经济损失， 重则造成公共事 件，产生严重后果。 为此我们分析研究了其谐波产生的根源及谐波的类型和数值，结合实例采用 特定的谐波治理设备，取得了良好的效果，解决电动车换电站的中性线电流过大问题。

行业谐波源的设备分析：

电动车换电站，充电过程使用大量的开关电源，将交流电整流为直流电为蓄电 池充电，因此充电的过程中就大量采用开关电源为蓄电池充电。产生大量的3次谐 波，3次谐波叠加在中性线，导致中线电流过大等问题。常规三相近似平衡的负荷， 其零线的正常电流一般小于相电流的 30％。智能充电系统无论怎么配置负荷分布， 但是由充电负荷的变化，还是会带来瞬时三相不平衡。再加上谐波电流的影响，其 中性线的电流可以达到相电流的 280％。

由于智能充电柜，使用大量的开关电源对蓄电池进行充电，产生大量的3次谐 波电流，导致中性线电流过大。严重时，还可能会危及输入电网以及跨接在该电网 中的各种用电设备的安全运行，主要的影响有以下几点： 

1.增长变压器的负荷容量 变压器会由于过大的谐波电流而产生涡流损耗和磁滞损耗，这些均会引起变 压器铁芯温升过快，而造成设备工作效率降低；同时还会使绝缘损坏，甚至会造 成设备短路故障，为了抑制温升，变压器需降容使用。

2.加速电缆老化，缩短使用寿命 由于谐波电流，线缆中的实际电流有效值将大于基波电流，同时由于集肤效应， 增加了导线的谐波电阻，增加了线路损耗，降低线路的传输能力，加速电缆老化， 缩短使用寿命。

3.对电源导线的影响 在电力系统中，因为趋肤效应，高的谐波频率增加了导线的谐波电阻。因此 谐波电流会增加线路损耗，并降低线路的传输能力。此外谐波还可能引起浸渍绝缘 局部放电，加速电缆绝缘老化，缩短电缆的使用寿命。中性电流过大导致零线线 损增加，零线温度升高，容易引发安全事故。

使用 CoEpo APF 系列有源滤波器可以有效地滤除充电站谐波，降低中性线电流达到 提高电能质量和节能降耗的目的。有源滤波器的安装位置越靠近谐波源，中性线电流降低的越明显。由此我们可以根据负载谐波源数据分析，针对充电站的配电情况， 对不同的谐波污染的情况进行谐波治理。

现场应用照片：

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