电源：大型UPS在半导体制造厂的应用

谐波产生的根本原因是由于非线性电子元件所致。当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、1 4，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中， 由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载，出现的谐波电流是6n±1次谐波，例如5、7，11、13、17、19等，变频器主要产生5、7次谐波。谐波示意图如图所示。

POWERWARE 9315系列UPS的采用12脉冲UPS+11次谐波滤波器,如果UPS整流装置为三相全控桥12脉冲整流器，加11次谐波滤波器后减小到4.5%以下,可基本完全消除谐波电流含量对电网的危害, 12脉冲整流器基本消除了5次谐波（衰减率10倍以上）、部分地消除了7次谐波（衰减率2倍）对电网的注入影响，使得UPS对上线电网的谐波污染（总电流失真度THDI）衰减了约2倍。另外在UPS输入端加装智能滤波器, UPS输出端加装隔离变压器,使UPS产生的谐波影响的范围较小.低负载率时效果很差：UPS大多数情况下运行在60～70％的负载率，特别是当UPS为2＋1冗余并联时，每台UPS的负载率仅在30～40％左右，12脉冲整流器的THDI约等于15％，即使采用12脉冲整流器+H11次滤波器，也仍然在15%左右，

如下图为本公司UPS工作时采集到的波形及频谱分析图：

a.UPS INPUT瞬时电压波形及频谱分析图

b. UPS INPUT瞬时电流波形及频谱分析图

四.结束语:

大型UPS在工作时产生大量的热量,所以对环境的温度要求较高.本公司安放在常年温度不超过27℃析环境中,主要目的让POWERWALL9315 UPS以良好的工作稳定性,至今在本公司使用良好,无紧急事故发生.UPS蓄电池是美国GNB电池,设计寿命为10年,由于环境与负载的不确定因素.我们相隔一季度进行电池电压与内阻的测量.以判断蓄电池的品质.另外对UPS的各项电力参数进行监测. POWERWALL9315 UPS 12脉冲整流的特点带负载建议在60%--70%,如单机负载偏低,会引起功率因数偏低及电流谐波的偏大.

参考文献:

1.powerware 9315 应用设计手册
2.《UPS实用技术——应用与维护》周志敏 周纪海人民邮电出版社2003年11月01日出版
3. 《UPS供电系统综合解决方案》王其英和何春华电子工业出版社2005年06月01日出版