安科瑞 刘芳 咨询家：acrel-js
摘要
在商业广场的电力系统中，三相负载失衡和谐波污染是影响供电质量的常见隐患，不仅会导致能效损耗加剧，还可能引发设备故障和安全隐患。针对这一痛点，中线安防保护器作为智能电力治理终端，通过动态监测三相电流电压，自动调节中性线电流分布，有效消除电压偏移现象；同时其内置的谐波滤除模块可精准抑制各次谐波，将THD值控制在安全范围内。该装置的应用显著提升了配电系统的稳定性，延长了用电设备使用寿命，同时通过接地故障保护功能有效防范漏电风险，为商业综合体提供清洁、安全的电力环境，保障商户经营和顾客体验不受电力问题干扰。
商业广场行业特征
- 负荷总量大：由于涵盖商场、写字楼、酒店、餐饮等多种业态，机电设备种类繁多，包括照明、暖通空调、电梯、给排水、办公设备等系统，整体用电负荷远高于普通建筑，对配电系统承载能力提出更高要求。
- 负荷特性复杂：既有空调、照明等平稳运行的基础负荷，也有电梯、扶梯等频繁启停的冲击性负载，同时电子显示屏、IT设备等非线性负载占比高，导致谐波污染严重，影响电能质量。
- 供电可靠性要求严格：商业中心对电力稳定性极为敏感，一旦发生停电或电压波动，不仅影响商户经营，还可能引发顾客投诉甚至安全隐患。特别是收银系统、安防监控、消防设施等关键负荷，必须确保不间断供电，以维持正常运营并满足安全规范。
商业广场负载特征
● 变频器：广泛应用于空调系统的压缩机、风机、水泵以及电梯等设备中。变频器在逆变过程中会产生高次谐波，谐波次数通常为 6n±1 次（n 为正整数）。
● UPS（不间断电源）：在商业中心的机房、监控室等对供电连续性要求高的场所大量使用。UPS 的整流和逆变环节会使其交流输入侧产生大量谐波电流，一般电流谐波畸变率可能在 20% - 50% 左右，具体取决于 UPS 的容量、拓扑结构和负载情况。
● 开关电源：商业中心的电脑、服务器、打印机、充电器等设备内部都采用开关电源。开关电源产生的谐波电流频谱较宽，以低次谐波为主，如 3 次、5 次、7 次谐波等。其电流谐波畸变率可能在 30% - 70% 左右。
● LED 灯：需通过驱动器将市电转换为直流电，驱动器会使电流呈现非线性变化，产生的谐波以 3 次、5 次谐波为主，一般总谐波畸变率（THD）可能在 20% - 50% 左右。
● 变压器：由于铁芯的磁饱和特性，在空载合闸时会产生较大的涌流，其中包含大量的谐波成分，如 2 次、3 次、5 次等谐波。在正常运行时，如果负载中存在大量非线性负载，也会导致变压器输出电流中含有较多谐波，一般总谐波畸变率可能在 5% - 15% 左右。
案例应用
广东某商业广场主要涉及负载有电梯、LED灯组（数量较多）， LED屏，空调，照明等，导致开关出现温度异常，中线电流过大的问题，影响了负载的用电安全。现场22个末端治理点位，以某个末端楼层配电间为例进行中线治理测试。
图1 现场测试
中线产生电流的原因主要有两方面：
1）A/B/C三相不平衡导致中线上有零序电流的存在；
2）相线3N次谐波电流会在N线上叠加（例：A相上有10A的3次谐波电流，B相上有20A的3次谐波电流，C相上有5A的3次谐波电流，中线上会有10+20+5=35A的谐波电流；同理9次谐波电流、15次谐波电流等都具有相同的特性）。
治理前：
治理后：
治理效果：
设备配置:1台ANSNP100壁挂模块
● 电流畸变率显著减小，电流波形趋于正弦波；
● N线电流减小。3次谐波电流由治理之前的125A降低到5A左右，ANSNP对于N线电流中3次谐波的治理能力补偿率在96%及以上，符合前期预期的治理要求；
● 减少线缆发热。
ANSNP 系列中线安防保护器并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。中线安防保护器的基本原理为:通过电流检测环节采集系统中性线上过电流信息，经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量，产生谐波电流指令，通过功率执行器件产生与过电流幅值相等方向相反的补偿电流，并注入中性线，从而消除中性线中过大的电流。
总结
在商业中心复杂的用电环境中，大量非线性负载的广泛应用，引发了严重的中线电流问题。这些非线性负载产生的谐波相互叠加，导致中线电流急剧增大，远远超出其额定承载能力。中线电流过载不仅会使线路发热严重，增加火灾隐患，还可能导致电气设备损坏，影响商业中心的正常运营，造成巨大的经济损失。
中线安防保护器的出现，有效解决了这一难题。它通过先进的滤波技术，能够精准地检测并滤除中线电流中的谐波成分，使中线电流恢复到正常水平。在实际应用中，安装中线安防保护器后，商业中心的用电安全性得到了显著提升。线路温度明显降低，火灾风险大幅减少；电气设备的故障率也大幅下降，延长了设备的使用寿命，保障了商业中心各类设备的稳定运行。
