Что такое гармоники
Идеальное напряжение переменного тока имеет синусоидальную форму. Нелинейные устройства потребляют ток импульсами и добавляют составляющие с частотами, кратными основной. Эти составляющие называют гармониками.
Они искажают форму тока и напряжения, увеличивают нагрев и могут влиять на другое оборудование общей сети.
Что показывает THDi
THDi характеризует суммарные гармонические искажения тока относительно основной составляющей. Для ИБП обычно важно входное значение: оно показывает, насколько ток, потребляемый UPS из сети или генератора, отличается от синусоиды.
Низкий THDi упрощает согласование с питающей системой, но показатель сравнивают при одинаковой загрузке и условиях измерения.
Что показывает THDv
THDv описывает суммарные гармонические искажения напряжения. На выходе UPS этот параметр отражает качество напряжения, которое получает защищенная нагрузка.
Спецификация часто приводит отдельные значения для линейной и нелинейной нагрузки. Поэтому одно число без условий нельзя использовать для корректного сравнения моделей.
Откуда берется нелинейная нагрузка
Импульсные блоки питания серверов, LED-драйверы, частотные преобразователи и выпрямители потребляют ток не как простой резистор. Современная коррекция коэффициента мощности уменьшает проблему, но результат зависит от конструкции и загрузки.
На объекте анализируют общий состав оборудования и одновременность его работы.
Влияние на трансформаторы и кабели
Гармонические токи создают дополнительные потери и нагрев в трансформаторах и проводниках. В трехфазных сетях некоторые составляющие могут суммироваться в нейтрали, даже если фазные нагрузки выглядят сбалансированными.
Поэтому нейтраль, распределение и защитные аппараты рассчитывают с учетом нелинейного профиля, а не только суммарных кВт.
Почему THDv зависит от всей сети
Искаженный ток создает падение напряжения на сопротивлении трансформатора, генератора и кабелей. Поэтому напряжение может сильнее деформироваться в слабой сети, хотя состав потребителей не изменился.
При работе от ДГУ учитывают его мощность, регулирование и реакцию на ступенчатую нелинейную нагрузку. Один и тот же UPS может показать разные результаты от городской сети и генератора.
Проценты нельзя сравнивать без условий
В паспорте уточняют диапазон частот гармоник, точку измерения, тип нагрузки и ее долю от номинала. Значение при полной линейной нагрузке не описывает автоматически работу при малой или резко меняющейся загрузке.
Допустимый уровень определяют требования оборудования, проектные нормы и характеристики всей установки.
ИБП как источник и как фильтр
Входной выпрямитель самого UPS влияет на питающую сеть. Современные онлайн-модели с коррекцией коэффициента мощности способны иметь низкий входной THDi.
Одновременно инвертор формирует выходное напряжение для нагрузки. Его способность сохранять низкий THDv проверяют по паспорту при нужном типе и проценте загрузки.
Связь с Power Factor
Коэффициент мощности и гармоники связаны, но не являются одним параметром. PF учитывает отношение активной мощности к полной, а THD показывает степень искажения формы сигнала.
Высокий Power Factor не следует автоматически считать доказательством минимальных гармоник без отдельных данных производителя.
Как измеряют искажения
Для диагностики используют анализатор качества электроэнергии, подходящий по категории измерения и диапазону. Замеры выполняют на входе и выходе при нескольких режимах нагрузки.
Один краткий снимок может пропустить циклический процесс, поэтому для переменной нагрузки полезна длительная регистрация.
Как выбрать UPS
Сравнивайте THDi, THDv, условия тестирования, допустимый crest factor, выходной PF и перегрузочную способность. Для генератора учитывайте реакцию его регулятора на нелинейный ток.
ADC поможет измерить гармоники ИБП и нагрузки, а затем подобрать решение для качественного электропитания объекта в Казахстане.
