UPS電源系統(tǒng)的干擾排除與防護（諧波電流）

　　對大功率UPS來說，如果UPS整流裝置為三相全控橋6脈整流器，由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近25-33%，對電網(wǎng)的危害較大，諧波有可造成配電線纜、變壓器發(fā)熱，降低通話質(zhì)量，空氣開關(guān)誤動作，發(fā)電機喘振等不良后果；諧波按電流相序分為+序（3k+1次，k為0和正整數(shù)）、-序（3k+2次，k為0和正整數(shù)）、0序（3k次，k為正整數(shù)），+序電流使損耗加重，-序電流使電機反轉(zhuǎn)、發(fā)熱，0序電流使中線電流異常增大。

　　目前大型UPS輸入諧波電流抑制共有4種方案：

　　方案1：采用6脈沖UPS+有源諧波濾波器，輸入電流諧波<5％（額定負(fù)載），輸入功率因數(shù)0.95。這種配置，雖然輸入指標(biāo)非常好，但是技術(shù)仍不成熟，存在誤補償、過補償?shù)葐栴}，導(dǎo)致主輸入開關(guān)誤跳閘或損壞等現(xiàn)象；THM有源諧波濾波器技術(shù)缺陷為：

　　a）、存在“誤補償”問題：由于它的補償響應(yīng)時間長達40ms以上，存在“誤補償”隱患。當(dāng)在輸入電源上、執(zhí)行切除/投入操作或在UPS的輸入上游側(cè)、作大負(fù)載的切除/投入操作時，易產(chǎn)生”誤補償”。輕者，造成UPS的輸入諧波電流”突變”。嚴(yán)重時，會導(dǎo)致UPS的輸入開關(guān)“誤跳閘”。

　　b）、可靠性偏低：對于6脈沖+有源濾波器的UPS來說，由于在它的有源濾波器中、使用IGBT管作為它的整流器和變換器的功率驅(qū)動管， 其故障率偏高。相反，對于12脈沖+無源濾波器的UPS來說，在它的濾波器中、使用的是可靠性很高的電感和電容。

　　c）、降低系統(tǒng)效率，增加運行成本：有源濾波器的系統(tǒng)效率為：93%左右。對于400KVA UPS并機而言，在滿載及按33%的輸入諧波電流進行補償?shù)臈l件下，如果按毎KW*hr= 0.8元付電費的話，在1年內(nèi)所需支付的運行費用為：400KVA*0.07/3=9.3KVA； 一年的耗電量為65407KW.Hr， 需要增加的電費開支為：65407X0.8元=5.2萬元。

　　d）、加有源濾波器價格極其昂貴：有源濾波器200KVA UPS的標(biāo)稱輸入電流為： 303A ；

　　諧波電流估算：0.33* 303A = 100A ，如要完全補償?shù)捷斎胫C波電流含量<5%至少需計算補償電流： 100A ；

　　實際配置：一套 100A 的有源濾波器。按目前每安培 1500 -2000元報價，總成本增加15萬到20萬元，對6脈沖200KVA UPS來說，幾乎增加60%-80%成本。

　　方案2：采用6脈沖UPS+5次諧波濾波器，如果UPS整流裝置為三相全控橋6脈整流器，由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近25-33%加5次諧波濾波器后減小到10%以下， 輸入功率因數(shù)0.9，可局部減小諧波電流對電網(wǎng)的危害。這種配置，輸入電流諧波仍然偏大，對發(fā)電機容量配比要求為1：2以上，并存在導(dǎo)致發(fā)電機輸出異常升高的隱患；

　　方案3：采用移相變壓器+6脈沖整流器的假12脈沖方案，其組成由2臺6脈沖整流器ups拼湊成：

　　a）一臺標(biāo)準(zhǔn)的6脈沖整流器

　　b）一臺移相30度變壓器+6脈沖整流器

　　所構(gòu)成的假12脈沖整流器UPS。表面看起來滿載輸入電流諧波為10％，這種配置存在嚴(yán)重單點故障，當(dāng)一臺UPS故障時，系統(tǒng)輸入諧波電流急劇增大，嚴(yán)重危害供電系統(tǒng)的安全。主要缺點：

　　1） 原器件的偷工減料，整整少了一套設(shè)備。

　　2） 如果一臺UPS的整流器發(fā)生故障，就轉(zhuǎn)變?yōu)?脈沖的UPS， 諧波含量急劇增大。

　　3） 且對于直流母系線的控制為開環(huán)的控制系統(tǒng).輸入均流不可能很好.輕載時的諧波電流依然會很大?！　?） 系統(tǒng)的擴容會極為困難

　　5） 加裝的移相變壓器不是原裝的產(chǎn)品，和原系統(tǒng)的匹配必然不會太好。

　　6） 占地面積會比較大

　　7） 性能是12-15%，也比不上12脈沖的UPS。

　　方案4：采用12脈沖UPS+11次諧波濾波器，如果UPS整流裝置為三相全控橋12脈沖整流器，加11次諧波濾波器后減小到4.5%以下，可基本完全消除諧波電流含量對電網(wǎng)的危害，價格相對有源濾波器要便宜得多。

　　采用12脈沖UPS+11次諧波濾波器，輸入電流諧波為4.5％（額定負(fù)載），輸入功率因數(shù)0.95。這種配置，為UPS行業(yè)最成熟最可靠的解決方案，對發(fā)電機容量要求為1：1.4；

四種方案性價比

　　基于上述分析，在實踐中將推薦性能最佳、可靠性最高，且經(jīng)過長期運行實踐證明穩(wěn)定可靠，性價比最好的12脈沖整流器+11次諧波濾波器的諧波消除方案。