一、什么是谐波电流
谐波电流,简而言之,是指电流中所含有的频率为基波频率整数倍的电量。在UPS(不间断电源)系统中,谐波电流的产生主要是由于正弦电压加压于非线性负载(如UPS自身、开关电源、整流器、变频器等)时,电流与电压不再保持线性关系,基波电流发生畸变,从而形成非正弦电流,即谐波电流。这些谐波电流叠加在主电源上,可能引发一系列问题。
图1:谐波电流
二、为什么要测试谐波电流
测量谐波电流对于UPS系统及其所在的电网来说至关重要,原因主要有以下几点:1、保证电网安全:谐波电流可能导致电网中的电气设备过热、产生振动和噪声,加速绝缘老化,缩短使用寿命,甚至引发故障或烧毁。此外,谐波还可能引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,放大谐波含量,造成电容器等设备烧毁。2、确保电能质量:谐波电流会降低电能的生产、传输和利用效率,影响电网的供电质量。严重时,还可能引起继电保护和自动装置误动作,导致电能计量混乱。3、满足法规要求:为确保电网安全、稳定和高效运行,各国和地区都制定了相应的谐波电流限制标准。UPS系统作为重要的电力电子设备,其谐波电流必须满足相关法规要求。
三、怎样测试谐波电流
测试UPS系统的谐波电流通常遵循以下步骤:1、准备测试设备:选用具有谐波分析功能的功率分析仪或示波器(如R&S RTH系列示波器)
图2:配备K34选件的RTH可实现高达64次谐波分析
2、设置测试条件:将UPS系统置于额定交流输入电压(无直流输入)、额定负载(平衡阻性负载)和逆变输出条件下运行。3、连接测试设备:将功率分析仪或示波器的测试端连接到UPS系统的交流输入端。4、执行测试:启动测试设备,测量并记录UPS系统交流输入端第2次至第19次谐波电流的含有率。5、分析测试结果:根据测试结果,判断UPS系统的谐波电流是否满足相关法规和标准的要求。通常,被测装置交流输入端每相电流各次谐波含有率均应不大于30%。
四、总结
UPS系统中的谐波电流是一个需要高度重视的问题。通过了解其产生原因、测量方法和限制标准,我们可以更好地评估UPS系统对电网的影响,并采取有效措施降低谐波电流,确保电网的安全、稳定和高效运行。同时,随着电力电子技术的不断进步和新型UPS产品的不断涌现,我们也有理由相信,未来的UPS系统将更加智能化、高效化和环保化,为电网的可持续发展贡献更大的力量。
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