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            關鍵詞:諧波治理、有源電力濾波器、DVR電壓暫降調節器、SVG靜止無功發生器

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            解決方案/ The solution

            大功率UPS輸入諧波電流治理方案

            作者:本站發布時間:2009-08-12點擊次數:4855
            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%(額定負載),輸入功率因數0.95。這種配置,雖然輸入指標非常好,但是技術仍不成熟,存在誤補償、過補償等問題,導致主輸入開關誤跳閘或損壞等現象;THM有源諧波濾波器技術缺陷為:
                a)、存在"誤補償"問題:由于它的補償響應時間長達40ms以上,存在"誤補償"隱患。當在輸入電源上、執行切除/投入操作或在UPS的輸入上游側、作大負載的切除/投入操作時,易產生"誤補償"。輕者,造成UPS的輸入諧波電流"突變"。嚴重時,會導致UPS的輸入開關"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)、降低系統效率,增加運行成本:有源濾波器的系統效率為: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的條件下,如果按毎KW*hr= 0.8元付電費的話,在1年內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的標稱輸入電流為:303A;
                 諧波電流估算:0.33*303A=100A,
                 如要完全補償到輸入諧波電流含量<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0.9,可局部減小諧波電流對電網的危害。這種配置,輸入電流諧波仍然偏大,對發電機容量配比要求為1:2以上,并存在導致發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)一臺標準的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%,這種配置存在嚴重單點故障,當一臺UPS故障時,系統輸入諧波電流急劇增大,嚴重危害供電系統的安全。主要缺點:
            1).原器件的偷工減料,整整少了一套設備.
            2). 如果一臺UPS的整流器發生故障,就轉變為6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的控制系統.輸入均流不可能很好.輕載時的諧波電流依然會很大.
            4). 系統的擴容會極為困難
            5). 加裝的移相變壓器不是原裝的產品,和原系統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%(額定負載),輸入功率因數0.95。這種配置,為UPS行業最成熟最可靠的解決方案,對發電機容量要求為1:1.4;
            基于上述分析,在實踐中將推薦性能最佳、可靠性最高,且經過長期運行實踐證明穩定可靠,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。
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