UPS输入谐波电流抑制四种方案比较

大功率UPS输入谐波电流抑制四种方案比较对大功率UPS来说，如果UPS整流装置为三相全控桥6脉整流器，由整流装置产生的谐波占所有谐波的近25-33%,对电网 的危害较大,谐波有可造成配电线缆、变压器发热，降低通话质量，空气开关误动作，发电机喘振等不良后果；谐波按电流相序 分为+序（3k+1次，k为0和正整数）、-序（3k+2次，k为0和正整数）、0序（3k次，k为正整数），+序电流使损耗加重，- 序电流使电机反转、发热， 0 序电流使中线电流异常增大。目前大型UPS输入谐波电流抑制共有4种方案方案1采用6脉冲UPS+有源谐波滤波器，输入电流谐波5%（额定负载），输入功率因数0.95。这种配置，虽然输入指标非常 好，但是技术仍不成熟，存在误补偿、过补偿等问题，导致主输入开关误跳闸或损坏等现象；THM有源谐波滤波器技术缺陷为：a）、存在误补偿问题：由于它的补偿响应时间长达40ms以上，存在误补偿隐患。当在输入电源上、执行切除/投入操作 或在UPS的输入上游侧、作大负载的切除/投入操作时，易产生”误补偿”。轻者，造成UPS的输入谐波电流”突变”。严重时, 会导致UPS的输入开关误跳闸。b）、可靠性偏低：对于6脉冲+有源滤波器的UPS來说，由于在它的有源滤波器中、使用IGBT管作为它的整流器和变换器的 功率驱动管，其故障率偏高。相反，对于12脉冲+无源滤波器的UPS來说，在它的滤波器中、使用的是可靠性很高的电感和 电容。c）、降低系统效率，增加运行成本：有源滤波器的系统效率为：93%左右。对于400KVA UPS并机而言，在满载及按33%的 输入谐波电流进行补偿的条件下，如果按毎KW*hr= 0.8元付电费的话，在1年內所需支付的运行费用为：400KVA*0.07/3=9.3KVA;年的耗电量为65407KW.Hr,需要增加的电费开支为：261398元=5.2万元。d)、加有源滤波器价格极其昂贵：有源滤波器200KVA UPS的标称输入电流为：303A;谐波电流估算：0.33*303A=100A,如要完全补偿到输入谐波电流含量5%至少需计算补偿电流： 100A;实际配置：一套100A的有源滤波器。按目前每安培1500-2000元报价，总成本增加15万到20万元，对6脉冲200KVA UPS 来说, 几乎增加 60%-80%成本。方案2.采用6脉冲UPS+5次谐波滤波器，如果UPS整流装置为三相全控桥6脉整流器，由整流装置产生的谐波占所有谐波的近 25-33%加5次谐波滤波器后减小到10%以下, 输入功率因数0.9,可局部减小谐波电流对电网的危害。这种配置，输入电流谐波仍 然偏大，对发电机容量配比要求为1： 2以上，并存在导致发电机输出异常升高的隐患；方案3.采用移相变压器+6脉冲整流器的假12脉冲方案，其组成由2台6脉冲整流器ups拼凑成：a) 台标准的6脉冲整流器b) 台移相30度变压器+6脉冲整流器所构成的假12脉冲整流器UPS。表面看起来满载输入电流谐波为10%,这种配置存在严重单点故障，当一台UPS故障 时，系统输入谐波电流急剧增大，严重危害供电系统的安全。主要缺点：1) 原器件的偷工减料，整整少了一套设备.2) .如果一台UPS的整流器发生故障，就转变为6脉冲的UPS,谐波含量急剧增大.3) . 且对于直流母系线的控制为开环的控制系统.输入均流不可能很好.轻载时的谐波电流依然会很大.4) . 系统的扩容会极为困难5) . 加装的移相变压器不是原装的产品,和原系统的匹配必然不会太好.6) . 占地面积会比较大7) . 性能是 12-15%,也比不上 12 脉冲的 UPS.方案4.采用12脉冲UPS+11次谐波滤波器，如果UPS整流装置为三相全控桥12脉冲整流器，加11次谐波滤波器后减小到4.5% 以下, 可基本完全消除谐波电流含量对电网的危害, 价格相对有源滤波器要便宜得多。采用12脉冲UPS+11次谐波滤波器，输入电流谐波为4.5%(额定负载)，输入功率因数0.95。这种配置，为UPS行业最成熟最 可靠的解决方案，对发电机容量要求为 1：1.4；四种方案性价比项目方案16P+THM有源谐波滤波器方案26P+5次滤波 器方案36P+变压器方案412P+11次滤波器性能谐波指标较 好5%,有误补 偿、过补偿等 问题，导致主 输入开关误跳 闸或损坏，技 术仍不成熟谐波指标 10%以下，输 入功率因数 0.9,可局部减 小谐波电流对 电网的危害。 但达不到指标谐波指标为 10%，但这种 配置存在严重 单点故障谐波指标 4.5 %这种配 置，为UPS行 业最成熟最可 靠的解决方 案，对发电机 容量要求为 1： 1.4；价格程度高最低较低中性价比一般较差差最优基于上述分析，在实践中将推荐性能最佳、可靠性最高，且经过长期运行实践证明稳定可靠,性价比最好的12脉冲整流器+11次 谐波滤波器的谐波消除方案。