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電能質(zhì)量
專家診治

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輸入諧波電流對UPS供電系統(tǒng)帶來的危害

返回列表來源：領(lǐng)步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2016-06-03分享加入收藏關(guān)注：-

專家講堂3

在信息化時代到來之前，對于低壓供電系統(tǒng)而言，其主要負載為電阻性負載(例如:白熾燈、電爐等)及電感性負載(例如:交流電動機、電磁鐵、繼電器等)。無論是電阻性負載，還是電感性負載，在運行中都不會向輸入電源反饋任何諧波電流。

  為了提高低壓供電系統(tǒng)的電能利用率，需在電力變壓器的輸出端配置具有電流相位超前特性的電容性功率因數(shù)補償柜，能對具有帶滯后特性的電感性負載執(zhí)行調(diào)控，從而使輸入功率因數(shù)cosφ盡可能地趨于1。然而，隨著以互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心(IDC、EDC和SDC等)為代表的信息網(wǎng)絡越來越多的采用開關(guān)電源設計方案來支持其運行的IT設備(例如:PC機、服務器、磁盤陣列機、存儲器、網(wǎng)關(guān)、-48V通信電源和交換機等)和家用電器(電視機、DVD機、音響設備、激光打印機等)以及采用三相整流濾波器設計方案的UPS及變頻器等的整流濾波型非線性負載被投入到低壓供電系統(tǒng)中。

  對于所有這些整流型的非線性負載而言，在它們運行中都會向輸入電源程度不同地反饋諧波電流，從而造成越來越嚴重的諧波干擾和污染問題。這是因為由大量的電流諧波所產(chǎn)生的無功功率不僅會導致輸入電源電能的利用率大大下降(主要表現(xiàn)為輸入功率因數(shù)顯著下降)，而且它還會對低壓供電系統(tǒng)本身及各種用電設備的安全運行帶來嚴重威脅和留下種種故障隱患。輸入諧波電流可能帶來危害可大致歸納為三大類:

1、對供電設備所帶來的危害
①電力變壓器/發(fā)電機因損耗的增大和溫升過高，使它們必須處于降額使用狀態(tài)；
  ②功率因數(shù)補償器中的電力電容器因過流而異常發(fā)熱及諧振現(xiàn)象而發(fā)生爆炸及損壞；
  ③電力電纜因長期處于過熱運行狀態(tài)而使絕緣加速老化，進而導致出現(xiàn)漏電及短路故障；
④斷路器開關(guān)/漏電保護器的誤跳閘、拒跳閘、接觸不良及損壞，造成供電系統(tǒng)故障。

2、對供電電網(wǎng)所帶來的危害
①由于大量高次諧波電流的出現(xiàn)，導致輸入功率因數(shù)下降，無功功率損耗增大，導致供電電網(wǎng)的利用率下降；
  ②供電電網(wǎng)因發(fā)生諧波諧振的幾率增加，因諧振在用戶供配電系統(tǒng)所誘發(fā)的瞬態(tài)過電壓、瞬態(tài)過電流將直接危害各種用電設備的安全運行。

3、對用電設備所帶來的危害
①各種計量儀表（例：電壓表、電流表和功率表等）的測量讀數(shù)產(chǎn)生計量誤差，從而導致計量錯誤，或者位于各種工業(yè)控制系統(tǒng)中的DCS系統(tǒng)和EDS系統(tǒng)的誤動作；
  ②對通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，降低通話質(zhì)量，使得通訊信號不能正常傳輸，并導致通訊設備加上老化或者損壞；
  ③對信息網(wǎng)絡系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，導致誤碼率增大，數(shù)據(jù)包的掉包率增大，數(shù)據(jù)包的傳輸延時增大，網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)吞吐量下降，Z終迫使網(wǎng)絡系統(tǒng)進入低效運行狀態(tài)；
④對于帶晶閘管的設備而言，因晶閘管發(fā)生“誤觸發(fā)”而導致設備運行不正常而出現(xiàn)故障；
  ⑤照明設備和顯示屏因產(chǎn)生閃爍或者偶發(fā)性的雪花以及閃屏現(xiàn)象，而影響其正常運行；
  ⑥伺服電機在其運行中產(chǎn)生脈動現(xiàn)象，交流電機因扭矩不均勻而產(chǎn)生振動或者噪音增大等。

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