UPS电源“十全十测”之7：谐波电流

一、什么是谐波电流

谐波电流，简而言之，是指电流中所含有的频率为基波频率整数倍的电量。在UPS（不间断电源）系统中，谐波电流的产生主要是由于正弦电压加压于非线性负载（如UPS自身、开关电源、整流器、变频器等）时，电流与电压不再保持线性关系，基波电流发生畸变，从而形成非正弦电流，即谐波电流。这些谐波电流叠加在主电源上，可能引发一系列问题。

图1： 谐波电流

二、为什么要测试谐波电流

测量谐波电流对于UPS系统及其所在的电网来说至关重要，原因主要有以下几点：

1、保证电网安全：谐波电流可能导致电网中的电气设备过热、产生振动和噪声，加速绝缘老化，缩短使用寿命，甚至引发故障或烧毁。此外，谐波还可能引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，放大谐波含量，造成电容器等设备烧毁。

2、确保电能质量：谐波电流会降低电能的生产、传输和利用效率，影响电网的供电质量。严重时，还可能引起继电保护和自动装置误动作，导致电能计量混乱。

3、满足法规要求：为确保电网安全、稳定和高效运行，各国和地区都制定了相应的谐波电流限制标准。UPS系统作为重要的电力电子设备，其谐波电流必须满足相关法规要求。

三、怎样测试谐波电流

测试UPS系统的谐波电流通常遵循以下步骤：

1、准备测试设备：选用具有谐波分析功能的功率分析仪或示波器（如R&S RTH系列示波器）

图2：配备K34选件的RTH可实现高达64次谐波分析

2、设置测试条件：将UPS系统置于额定交流输入电压（无直流输入）、额定负载（平衡阻性负载）和逆变输出条件下运行。

3、连接测试设备：将功率分析仪或示波器的测试端连接到UPS系统的交流输入端。

4、执行测试：启动测试设备，测量并记录UPS系统交流输入端第2次至第19次谐波电流的含有率。

5、分析测试结果：根据测试结果，判断UPS系统的谐波电流是否满足相关法规和标准的要求。通常，被测装置交流输入端每相电流各次谐波含有率均应不大于30%。

四、总结

UPS系统中的谐波电流是一个需要高度重视的问题。通过了解其产生原因、测量方法和限制标准，我们可以更好地评估UPS系统对电网的影响，并采取有效措施降低谐波电流，确保电网的安全、稳定和高效运行。同时，随着电力电子技术的不断进步和新型UPS产品的不断涌现，我们也有理由相信，未来的UPS系统将更加智能化、高效化和环保化，为电网的可持续发展贡献更大的力量。

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