電流諧波,功率因數(shù)

北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)訊:諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力線路呈現(xiàn)一定阻抗，等效為電阻、電感和電容構(gòu)成的無源網(wǎng)絡(luò)，由于非線性負(fù)載產(chǎn)生的非正弦電流，造成電路中電流和電壓畸變，成為諧波。諧波的危害包括：引起電氣組件附加損耗和發(fā)熱(如電容、變壓器、電機(jī)等);電氣組件溫升高、效率低、加速絕緣老化、降低使用壽命;干擾設(shè)備正常工作;無功功率增加，電力設(shè)備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設(shè)備);供電效率低;出現(xiàn)諧振，特別是柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)更嚴(yán)重;空開跳閘、熔絲熔斷、設(shè)備無故損壞。uPS對于電網(wǎng)而言是一個(gè)非線性負(fù)載，在工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例，其輸入功率因數(shù)一般為0.75左右，諧波大于30%。降低UPS工作諧波的主要方法有：

(1)采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎(chǔ)上，在輸入側(cè)增加一個(gè)移像變壓器和6脈沖整流器。采用該技術(shù)方案后，可將諧波降低至10%左右。有點(diǎn)是較為簡單，諧波改善明顯;缺點(diǎn)是對功率因數(shù)改善有限，價(jià)格略高。

(2)采用無源濾波器。一句LC濾波電路原理，對UPS產(chǎn)生的諧波進(jìn)行濾除，并對功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單，成本較低;缺點(diǎn)是智能補(bǔ)償特點(diǎn)階次的諧波，同時(shí)受負(fù)載阻抗影響較大，無法適用于全功率段。

(3)采用有源濾波器。原理是利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)諸如與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達(dá)到實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。優(yōu)點(diǎn)是可以補(bǔ)償多個(gè)階次的諧波，且不受負(fù)載阻抗大小的影響;缺點(diǎn)是購置成本較高。

(4)采用高頻IGBT整流及PFC整流及PFC功率因數(shù)校正電設(shè)計(jì)整流器。原理是采用高頻率PWM控制IGBT導(dǎo)通，對輸入電壓波形進(jìn)行分割，使輸入電流波形盡量接近正弦波，并對輸入電壓和電流相位差進(jìn)行補(bǔ)償。有點(diǎn)是體積輕，價(jià)格便宜，效果好;缺點(diǎn)是技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易維護(hù)，受功率器件影響，目前容量大小受到限制。

以上集中技術(shù)，性能及投資對比如表1所示，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的方案。