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UPS电源知识

UPS电源校正无功率因数相关问题

在无功率因数校正的ups电源中,交流输入电压经整流后,直接加到滤波电容器和蓄电池的两端,交流输入电压高于滤波电容两端电压时,滤波电容才开始充电,因此输入电池波形为宽度很窄的肪冲,这种电流严重滞后于电源电压 ,而且谐波分量很大,输入总谐波失真高达100%-130%,功率因数通常只0.6-0.7。

功率因数较低的UPS存在许多问题,主要有:

1.使电网波形咐变,路损耗加大

(1)电网中混入高次谐波后,使电压波形产生畸变,造成三相不对称,加速设备的绝缘体老化,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,有色金属导体中电流的分布可近似为在整个截面内是均匀的。通过高频电流时,集肤效应严重,导体的有效电阻增加,损耗增加

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

(4)由于电流波形畸变,流过导体的电流除基波电流外,还增加了高次谐波电流分量,势必增加电路损耗。

2.降低供电系统的功率因数、增大統供电容量

电网中的电流是由基波电流和高次谐波电流叠加而成的,由于高次谐波的增加,导致线路中的电流增大,从而产生畸变功率,畸变功率是无功功率,因此总无功功率增大,功率因数降低,这意味着供电设备的容量必须加大,系统的能量损耗也就必然增加。


3.降低用电设备的使用寿命

(1)由于谐波干扰会引起电压不平衡,使电机产生附加损耗和发热,导致其寿命下降。实验证明,三相不平衡电压可在电感电动机的转子中感应出2倍于基频的负序电流,3.5%的电压不平衡度可使电机温升增加25%,电机绝缘体的寿命缩短将近一半。

(2)在高次谐波作用下,由于集肤效应和邻近效应,变压器的绕组中产生的附加铜耗、铁芯损耗也相应增加,使变压器寿命缩短。

(3)对于架空线路,当谐波电流通过时,可能引起串联谐振,产生危险的过电压;对于电缆线路,由于其绝缘材料中含有少量气体,气体在谐波电压作用下电离而形成电荷,并逐渐变为中性,在变化为中性的过程中,会发散电能,从而加速绝缘介质的老化、缩短使用寿命。

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