UPS電源“十全十測(cè)”之7：諧波電流

一、什么是諧波電流

諧波電流，簡(jiǎn)而言之，是指電流中所含有的頻率為基波頻率整數(shù)倍的電量。在UPS（不間斷電源）系統(tǒng)中，諧波電流的產(chǎn)生主要是由于正弦電壓加壓于非線(xiàn)性負(fù)載（如UPS自身、開(kāi)關(guān)電源、整流器、變頻器等）時(shí)，電流與電壓不再保持線(xiàn)性關(guān)系，基波電流發(fā)生畸變，從而形成非正弦電流，即諧波電流。這些諧波電流疊加在主電源上，可能引發(fā)一系列問(wèn)題。

圖1：諧波電流

二、為什么要測(cè)試諧波電流

測(cè)量諧波電流對(duì)于UPS系統(tǒng)及其所在的電網(wǎng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，原因主要有以下幾點(diǎn)：1、保證電網(wǎng)安全：諧波電流可能導(dǎo)致電網(wǎng)中的電氣設(shè)備過(guò)熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，加速絕緣老化，縮短使用壽命，甚至引發(fā)故障或燒毀。此外，諧波還可能引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，放大諧波含量，造成電容器等設(shè)備燒毀。2、確保電能質(zhì)量：諧波電流會(huì)降低電能的生產(chǎn)、傳輸和利用效率，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。嚴(yán)重時(shí)，還可能引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，導(dǎo)致電能計(jì)量混亂。3、滿(mǎn)足法規(guī)要求：為確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行，各國(guó)和地區(qū)都制定了相應(yīng)的諧波電流限制標(biāo)準(zhǔn)。UPS系統(tǒng)作為重要的電力電子設(shè)備，其諧波電流必須滿(mǎn)足相關(guān)法規(guī)要求。

三、怎樣測(cè)試諧波電流

測(cè)試UPS系統(tǒng)的諧波電流通常遵循以下步驟：1、準(zhǔn)備測(cè)試設(shè)備：選用具有諧波分析功能的功率分析儀或示波器（如R&S RTH系列示波器）

圖2：配備K34選件的RTH可實(shí)現(xiàn)高達(dá)64次諧波分析

2、設(shè)置測(cè)試條件：將UPS系統(tǒng)置于額定交流輸入電壓（無(wú)直流輸入）、額定負(fù)載（平衡阻性負(fù)載）和逆變輸出條件下運(yùn)行。3、連接測(cè)試設(shè)備：將功率分析儀或示波器的測(cè)試端連接到UPS系統(tǒng)的交流輸入端。4、執(zhí)行測(cè)試：?jiǎn)?dòng)測(cè)試設(shè)備，測(cè)量并記錄UPS系統(tǒng)交流輸入端第2次至第19次諧波電流的含有率。5、分析測(cè)試結(jié)果：根據(jù)測(cè)試結(jié)果，判斷UPS系統(tǒng)的諧波電流是否滿(mǎn)足相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求。通常，被測(cè)裝置交流輸入端每相電流各次諧波含有率均應(yīng)不大于30%。

四、總結(jié)

UPS系統(tǒng)中的諧波電流是一個(gè)需要高度重視的問(wèn)題。通過(guò)了解其產(chǎn)生原因、測(cè)量方法和限制標(biāo)準(zhǔn)，我們可以更好地評(píng)估UPS系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響，并采取有效措施降低諧波電流，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。同時(shí)，隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和新型UPS產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，我們也有理由相信，未來(lái)的UPS系統(tǒng)將更加智能化、高效化和環(huán)?；瑸殡娋W(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。