[實(shí)用新型]諧波再利用型在線式不間斷電源系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120545796.0
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202474898U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫毅彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)彪電源集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J7/02;H02J3/01
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)、不間斷電源技術(shù)和無(wú)源濾波技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在線式交流不間斷電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的在線式不間斷電源系統(tǒng)和機(jī)房網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均無(wú)法回避諧波污染事實(shí)，這些污染系統(tǒng)和設(shè)備的諧波不但來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)（稱為“網(wǎng)絡(luò)諧波”）和負(fù)載（稱為“負(fù)載諧波”），更來(lái)自于不間斷電源內(nèi)整流和逆變環(huán)節(jié)。為了保證重要負(fù)載能可靠工作，必須對(duì)有害諧波（可稱之為“目標(biāo)諧波”）進(jìn)行治理。

現(xiàn)代科學(xué)治理諧波主要采用“消除”和“抑制”兩種方法：使設(shè)備在工作過(guò)程中少釋放諧波（如在UPS產(chǎn)品的整流和逆變環(huán)節(jié)采用脈寬調(diào)制技術(shù)降低諧波）或不釋放諧波即為抑制法；而采用無(wú)源濾波器濾除目標(biāo)諧波和通過(guò)有源濾波器制造出新的諧波來(lái)對(duì)消目標(biāo)諧波的方法即為消除法。

在國(guó)內(nèi)外的各種機(jī)房配置的不間斷電源實(shí)例中，有的為了降低自身釋放的諧波，在整流和逆變環(huán)節(jié)采用脈寬調(diào)制技術(shù)，全脈寬調(diào)制型UPS主接線圖如圖1所示；有的為了消除自身釋放的有源諧波，需要配套安裝有源濾波裝置，原理如圖2所示；有的在系統(tǒng)輸入端或負(fù)載側(cè)并聯(lián)無(wú)源濾波器（簡(jiǎn)稱“并聯(lián)濾波”），將目標(biāo)諧波檢出后通過(guò)零或地線放掉，原理如圖3所示；也有的是通過(guò)串接無(wú)源濾波器（簡(jiǎn)稱“串聯(lián)濾波”）濾除目標(biāo)諧波，原理如圖4所示。

事實(shí)上，利用SPWM脈寬調(diào)制方法降低諧波的同時(shí)也降低系統(tǒng)效率；用有源濾波器制造有源諧波來(lái)對(duì)消UPS諧波需準(zhǔn)確跟蹤UPS諧波的相位和數(shù)值，目前國(guó)內(nèi)外的技術(shù)手段還難以滿足檢測(cè)速度要求，因此尚未普及，也無(wú)標(biāo)準(zhǔn)；并聯(lián)濾波法雖然可以有效濾除目標(biāo)諧波，但無(wú)法絕對(duì)阻斷工頻能量流入濾波支路，所以難免在濾除目標(biāo)諧波的同時(shí)也流失少量的工頻能量；串聯(lián)濾波法因電感器流過(guò)全部負(fù)載電流而造成工頻能量的損耗和熱隱患。由此可見(jiàn)，迄今為止的不間斷電源系統(tǒng)或?yàn)橹C波源之一，或因抑制諧波而效率極低，或根本不具備治理諧波功能，或?qū)⒅C波廢掉并轉(zhuǎn)化為熱源，因此，現(xiàn)代的在線式不間斷電源既不節(jié)能也不環(huán)保，接入此類不間斷電源的系統(tǒng)不可能是節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)，安裝此類不間斷電源的機(jī)房也不可能是節(jié)能環(huán)保機(jī)房。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的不間斷電源系統(tǒng)在消除和抑制諧波上存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種既能抑制有源諧波、又能消除目標(biāo)諧波并將其變?yōu)榭衫媚茉吹男滦筒婚g斷電源系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：諧波再利用型在線式不間斷電源系統(tǒng)，由無(wú)源濾波裝置、諧波充電器AC/DC和在線式不間斷電源裝置構(gòu)成，無(wú)源濾波裝置輸入端與在線式不間斷電源輸入端并聯(lián)，無(wú)源濾波裝置輸出端連接諧波充電器AC/DC輸入端，諧波充電器AC/DC輸出端正負(fù)極連接在線式不間斷電源內(nèi)蓄電池的正負(fù)極，不間斷電源的輸出端連接負(fù)載。

所述無(wú)源濾波裝置由線圈電感L和交流電容C串聯(lián)組成。

所述在線式不間斷電源裝置由整流電路、逆變電路和蓄電池組構(gòu)成，或者由變頻器和蓄電池構(gòu)成，或者是在線式消防應(yīng)急電源，或者是在線式UPS，或者是在線式變頻應(yīng)急電源。

所述諧波充電器AC/DC為整流裝置，或者電壓變換裝置，或者“AC/DC+DC/DC”、“AC/AC+AC/DC”型復(fù)合電源模塊或模塊組合裝置。?

本實(shí)用新型的諧波再利用型在線式不間斷電源系統(tǒng)，既能抑制有源諧波、又能消除目標(biāo)諧波并將其變?yōu)榭衫媚茉?，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，只要事先經(jīng)過(guò)測(cè)算或監(jiān)測(cè)能預(yù)知某終端網(wǎng)絡(luò)的主要諧波參數(shù)，即能設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)于目標(biāo)諧波的諧振支路，將目標(biāo)諧波能量引入該支路并進(jìn)行變換，最終將諧波能量充入應(yīng)急電源的蓄電池，濾波、整流、充電結(jié)合應(yīng)用，既能提高用電質(zhì)量，又能提高能源利用率，安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。推而廣之，如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)需要消除的目標(biāo)諧波有若干次（如分別為3、5、7次），則只需按需要并接各次目標(biāo)諧波的諧振支路即可。

附圖說(shuō)明

圖1是全脈寬調(diào)制型UPS主接線圖。

圖2是有源濾波法原理圖。

圖3是并聯(lián)濾波法原理圖。

圖4是串聯(lián)濾波法原理圖。

圖5是本實(shí)用新型的單諧波再利用型在線式不間斷電源系統(tǒng)原理圖。

圖6是本實(shí)用新型的多諧波再利用型在線式不間斷電源系統(tǒng)原理圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的諧波再利用型在線式不間斷電源系統(tǒng)原理如圖5和圖6所示，圖5為在線式單諧波再利用系統(tǒng)，圖6為在線式多諧波再利用系統(tǒng)。