终端N线（中性线）电流治理装置在末端配电电气安全中的应用

随着电力电子设备渗透率持续攀升，工业、商业及民用领域非线性负载的规模化应用叠加三相负载失衡问题，导致低压配电系统中性线电流异常增大。该现象将加速绝缘层老化失效，甚至引发电气火灾事故，对人员生命及财产安全构成重大威胁。数据表明，谐波电流叠加可使中性线电流达相线电流 2 倍以上，而三相不平衡负载会进一步加剧该风险。

导致中性线电流大的原因有以下2点：

1、谐波电流叠加

1.1、非线性负载（如变频器、开关电源、LED 照明等）会产生 3 次、5 次等奇次谐波

1.2、3 次谐波在中性线相位相同，导致中性线电流可达相线电流的 1.732 倍（I_n=√3*I_p）

1.3、实测数据显示，某些办公建筑中性线电流可达相线电流的 200%

2、三相不平衡

2.1、单相负载分配不均导致中性线承载不平衡电流

2.2、数据中心服务器负载可能导致中性线电流超过相线电流 50%

中性线电流过大引起的现象：

变压器异响、N线及母排发烫、N线绝缘层软化变形、照明系统闪烁、电机累设备异响和振动、保护器频繁跳闸、接线端子表面氧化变色、电磁干扰

据2021年1-10月份全国火灾形势报告显示，在1-10月份火灾事故中，电气火灾占据了火灾总数的50.4%, 其中电气线路是电气火灾中非常主要的起火源，所占的比例高达60%以上是防范的重点，其中由于中性线导致的起火数量占有不小比例，所以治理中性线电流过大问题是非常有必要的。

终端N线（中性线）电流治理装置能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。终端N线（中性线）电流治理装置基本原理是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。

终端N线（中性线）电流治理装置的主要功能如下：

1、对末端回路电流进行检测、分析，治理谐波及三相不平衡，可治理由3N次谐波和三相不平衡造成的N线电流过大问题，消除其造成的电气火灾安全隐患；

2、智能稳压功能；

3、实现系统N线电流治理，同时具备谐波电流、无功功率、杂散电流、系统电流突变，谐波电流突变的抑制功能；

4、系统节能功能；降低系统线缆损耗,降低系统由于集肤效应引起的损耗问题，实现综合节能。同时可以提高系统的元件使用寿命，降低维修成本。

5、无线数据传输功能及手机APP交互功能。

应用案例：

深圳某商业中心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，N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N线治理测试。

设备配置:1台ANSNP100终端N线（中性线）电流治理装置壁挂模块

治理效果：

1、电流畸变率显著减小，电流波形趋于正弦波

2、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；

3、减少线缆发热。