隨著現(xiàn)代工業(yè)和社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)于電力質(zhì)量的要求越來越高。為了保證工業(yè)過程以及日常工作的連續(xù)性,關(guān)鍵的電子設(shè)備、儀器設(shè)備等往往采用UPS不間斷電源供電,成功解決了電力中斷和電力質(zhì)量差的問題。然而,UPS不間斷電源雖然能為關(guān)鍵負(fù)載提供穩(wěn)定電源,但是UPS不間斷電源在運(yùn)行過程中也會(huì)產(chǎn)生諧波,帶來一系列的危害。
一、UPS不間斷電源產(chǎn)生諧波的原因
諧波是指一個(gè)頻率為基波頻率(即發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的主要頻率)整數(shù)倍的周期性波形分量。在供電電網(wǎng)中,電壓或電流為正負(fù)等值按比例交替的正弦波信號(hào);實(shí)際供電過程中,電網(wǎng)會(huì)連接許多非線性負(fù)載,UPS不間斷電源就是其中一種,由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載,當(dāng)電流流經(jīng)負(fù)載時(shí),與所加的電壓不呈線性關(guān)系,基波電流發(fā)生畸變就形成非正弦電流,即電路中有諧波產(chǎn)生,UPS不間斷電源主要產(chǎn)生3、5、7、9、11次諧波。
二、UPS不間斷電源諧波帶來的危害
1、威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行:供配電系統(tǒng)中的電力線路與電力變壓器一般采用電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器或晶體管繼電器,它們?nèi)菀资苤C波影響,產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng),嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。
2、增加設(shè)備的附加損耗:由于諧波電流的頻率為基波頻率的整數(shù)倍,高頻電流流過導(dǎo)體時(shí),使導(dǎo)體對(duì)諧波電流的電阻增加,從而增加了設(shè)備的功率損耗、電能損耗,使設(shè)備過熱,降低設(shè)備的效率和利用率。
3、影響電力測(cè)量的準(zhǔn)確性:當(dāng)電網(wǎng)存在諧波時(shí),電能表不能將多個(gè)不同頻率的正弦電壓和電流產(chǎn)生的機(jī)械轉(zhuǎn)矩相疊加,導(dǎo)致無法準(zhǔn)確記錄負(fù)載消耗的諧波有功能量,并且,諧波含量越高電能計(jì)量誤差越大。
4、干擾通信系統(tǒng)的工作:當(dāng)3、5、7、11等幅值較大的奇次低頻諧波電流通過磁場(chǎng)耦合,會(huì)在臨近電力線的通信線路中產(chǎn)生干擾電壓,干擾通信系統(tǒng)的工作,影響通信線路通話的清晰度。
三、UPS不間斷電源諧波的抑制方法
為了避免以上問題的發(fā)生,就需要進(jìn)行UPS諧波抑制。作為專注于工業(yè)領(lǐng)域的電源解決方案服務(wù)商,青島海博電子從技術(shù)措施上采取了以下幾個(gè)方面的對(duì)策,使得UPS不間斷電源投入使用后系統(tǒng)電路內(nèi)的諧波量對(duì)設(shè)備影響較小。
1、使用諧波濾波器:青島海博電子的UPS不間斷電源內(nèi)置輸入、輸出濾波器,其濾波器由電容、電感和電阻等元件組成,可以根據(jù)諧波的頻率和幅值進(jìn)行調(diào)整,將電網(wǎng)中的諧波電流濾除,減少系統(tǒng)中的諧波含量,從而保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行。
2、增加整流器相數(shù):青島海博電子的UPS不間斷電源采用12脈沖整流器,等于是在6脈沖整流器的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)6脈沖整流器,較之6脈沖整流,不僅可以減小輸入電流諧波,也減少了輸出電壓中的諧波含量。
3、采用脈寬調(diào)制技術(shù):青島海博電子的UPS不間斷電源采用了脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù),能夠在所需要的頻率周期內(nèi),將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的系列交流電壓脈沖,從而達(dá)到抑制諧波的目的,降低了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。
4、嚴(yán)選IGBT器件:青島海博電子的UPS不間斷電源采用了核工業(yè)級(jí)IGBT器件,輸入電網(wǎng)諧波分量THDI小于5%,輸入功率因數(shù)接近于1,不僅實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)節(jié)省電能,還能減少電網(wǎng)諧波,延長設(shè)備的使用壽命。
UPS不間斷電源的諧波問題關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的供電質(zhì)量,需要引起重視。青島海博電子通過有針對(duì)性的諧波抑制,可大大降低諧波對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)和負(fù)載設(shè)備的不良影響,確保電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性,延長設(shè)備的使用壽命。