上海用賢電氣有限公司  

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四、降低輸入電流諧波，功率因數

諧波產生的根本原因是由于電力線路呈現阻，等效為電阻、電感和電容構成的無源網絡。由于非線性負載產生的非正弦電流，造成電路中電流和電壓畸變，稱為諧波。諧波的危害包括：引起電氣組件附加損耗和發熱(如電容、變壓器、電機等);電氣組件溫度升高，效率低，加速緣老化，降低使用壽命;干擾設備正常工作;無功功率增加，電力設備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設備);供電效率低;出現諧振，是柴油發電機發電時更嚴重;空開跳閘、熔絲熔斷、設備無故損壞。UPS對而言是一個非線性負載，在工作時會產生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例，其輸入功率因數一般為0.75左右，諧波大于30%。降低UPS32作諧波的主要方法有以下幾種。

(一)12脈沖整流器

其原理是在原有6脈沖整流器基礎上，在輸入側增加一個移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術方案后，可以將諧波降10%左右。優點是較為簡單，諧波明顯;缺點是對功率因數有限，價格略高。

(二)無源濾波器

依據LC濾波電路原理，對UPS產生的諧波進行濾除，并對功率因數進行補償。優點是技術簡單，成本較低;缺點是只能補償將點階次的諧波，同時受負載阻影響較大，無法適用于全功率段。

(三)有源濾波器

原理是利用可控的功率半導體器件向注入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，實時補償諧波電流的目的。優點是可以補償多個階次的諧波，且不受負載阻大小的影響;缺點是購置成本較高。

(四)高頻IGBT整流及PFC功率因數校正電路設計

整流器原理是采用高頻率PWM控制IGBT導通，對輸入電壓波形進行分割，使輸人電流波形盡量接近正弦波，并對輸人電壓和電流相位差進行補償。優點是體積輕，價格便宜，;缺點是技術結構復雜，不易維護，受功率器件影響，目前容量大小受到限制。

以上幾種技術，性能及投資對比，可以根據實際需求選擇合適的方案。

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|電池管理及配電管理技術

UPS都配備了電池，用戶在電池組上的投資往往占整個UPS供電系統投資的很大比例，甚至過UPS本身的投資，而電池的使用年限明顯低于UPS主機。由于電池主要材料是屬鉛、和不易分解的塑料，都會對環境造成嚴重的污染。因此減少電池使用數量，延長電池循環使用壽命，不節省直接和間接的電池投資，而且還減少整個機房設備對環境的污染。所以UPS可以通過以下幾個技術實現電池的。

(一)并機共用電池組功能

共用電池組原理是通過的整流器隔離故障，使并機系統中的2臺或多臺UPS的整流同步，母線均流，使系統中的各臺UPS母線直接并聯，然后將滿足系統后備時間要求的電池并聯后接人并聯母線系統中，實現電池的共享，減少電池投資。以“1+1”為例，傳統的UPS方案，系統后備—小時，考慮其中一臺UPS故障時，UPS2的電池不能為UPS1使用，所以UPS1和UPS2須各配置一套-4,時的電池組，才能保障系統在斷電后還能備用一小時。采用共用電池組方案后，因為UPS1故障后，系統中的電池仍能為UPS2提供能量，所以整個系統需配置一套一小時電池即可。這不節省了電池直接投資，同時也節約機房在空間、承重及空調等方面的投資，也降低了對環境的污染。

(二)智能電池管理技術

影響電池壽命的因素有很多，主要包括溫度、充電、放電、循環次數等。如果能夠對上述幾個因素進行綜合處理，可以大大延長電池的使用壽命，延長電池更換周期，節約電池投資。UPS的智能電池管理擊包括：電池均浮充管理(均浮充控制)、充電溫月智能放電終止電壓控制，除此之外還應具備電動檢測和電池漏液檢測功能。另外還可以選壓范圍較寬的UPS，減少電池放電次數。通過上述幾種技術，可大幅度延長電池壽命2--3年。

(三)智能UPS配電管理技術

原理是通過偵測UPS電池電壓或者管理時間，實現對機房中不同等級負載的多次下電保護功能，減少電池投資，電池使用率。智能UP理技術主要有2種方案：軟件實現方式及硬式。以臺達UPS為例，其軟件方式是在UPS監控中，在負載服務器安裝Deltashutd0wnAgent關機代理程序。當市電異常并滿足電池電壓或者定時條件時，會自動保存系統程序，然后關閉服務器。

硬件方式是UPS輸出配置一個智能配電屏，通過PLC偵測UPS電池電壓或定時要求，當滿足上述條件時，智能配電屏根據設定分時關斷某路輸出。目前此方案已經在國內多條地鐵的UPS供電系統中應用。

六、結束語

中心機房須從上至下，或者從基礎設施到設備抓起，UPS是整個交流供電環節的所在，做好UPS的不可以節約大筆的設備投資和維護費用，同時也大幅度地降低了后期的運行成本。

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