UPS电源功率因数修正及谐波抑制

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功率因数修正及谐波抑制

随着UPS电源的广泛应用，传统UPS整流器所产生的满波导致了交流电网中电压和电流波形的严重失真，使得电能质量的下降严重影响用电设备的安全经济运行。因此，装高UPS输人功率因数，治理诸波是电能质量问题的核心内容之一，也是现代电力电子设备的重要性能指标之一。
UPS引人功率因数改普与校正技术，可以消除由于整流滤波电路产生的谐波电流，提真输人功率因数。

无功率因数校正 UPS存在的问题

传统的UPS整流器（二极管或晶闸管整流器）一般都没有加功率因数校正环节，仅在其整流器输出端串人滤波电感或并人滤波电容。但采用电感或电容滤波后，使整流器的输入电流产生了畸变。输入电流畸变的原因是，滤波电感具有保持其电流不能突变的作用，因此在采用电感滤波时，它对输人电流的平滑作用使输入电流从正弦波变成了方波或等阶梯波，从而产生了高次谐波。滤波电容具有保持其电压不能突变的作用，因此在采用电容滤波时，电容上的电压被充至接近于输入电压的峰值时，就对整流二极管或晶闸管起反偏作用，使二极管或晶闸管只有在输入电压峰值附近的瞬时值大于电容上电压的短时间内才有电流流通，使输人电流从正弦波变成了窄脉冲波。功率因数较低的UPS存在的问题如下。

(1)电网中混人高次谐波后，使电压波形产生畸变，造成三相不对称，加速设备的绝缘老化，损坏绝缘介质，使设备容易过载，增加线路损耗。

(2)对于工频电流，导体中电流分布可近似为在整个截面内是均匀的；通过高频电流时，趋肤效应严重，导体的有效电阻增加，损耗增加。

(3)随着频率加快，导体的交流电阻和直流电阻均呈上升趋势，线路损耗也随之增加。

(4)降低了供电系统的功率因数，增大系统供电容量。

(5)除了对市电电网产生污染外，还对通信系统产生干扰，对仪器仪表的保护装置引起测量的误动作，这就是通常所说的“谐波污染”。

电容滤波整流器已成为市电电网最主要的谐波源，特别是传统的UPS整流器对市电电网的污染已成为电力系统的公害。我国国家技术监督局在1994年颁布了《电能质量公用电网谐波》标准（GB/T14549一1993)，国际电工学会也于1988年对谐波标准IE℃55S-2进行了修正，制定了IEC1000-3-2标准，使传统整流器已不再符合新的规定。一些世界性的学术组织也提出了谐波限制标准，如IEEE519等。因此，必须对UPS整流器的谐波进行抑制。