一、引言
　　
为确保网络数据中心、数据交换中心、金融结算中心、重要系统调度中心等关键部门的设备能得到不间断的电源供电，这些部门通常采用“市电供电+柴油发电机组备用+UPS电源”所组成的电源供电系统。UPS作为自市电停电到备用柴油发电机组供电的中间段的电源设备可以将蓄电池的电能无延时地逆变向重要负载供电，从而保证在柴油发电机组启动供电前负载不断电，而当柴油发电机组投入使用时，UPS就作为机组的负载，为电池进行充电。整流滤波器件是UPS的主要部件之一，这种非线性负载会向柴油发电机组反射大量的高次谐波，其中以5次和7次谐波危害最严重，尤其是非线性负载较大而发电机组容量又较小时这种危害就更明显，主要表现在以下几种故障现象：

1.发电机组的输出电压突然增高到440V以上，其后果是造成UPS损坏。 　
2.发电机组输出频率到50～60Hz，致使UPS保护动作。 　
3.发电机组在出现频率或电压异常的同时出现严重的机械共振现象，柴油机出现有节奏的摇摆和声音起伏，严重时还出现损坏发电机的励磁回路和AVR。
4.UPS因检测到过电压或过频率而自动关断整流器，由后备电池组向负载放电或从旁路直接向负载供电。

二、故障出现的原因
　　
1.发电机组的瞬态调压特性 　　
由于发电机组的内阻比市电电网大得多，其输出容量非常有限，当负载突变时，发电机组的电压瞬态变化很大而且所需的恢复时间较长，在GB2820-90中用瞬态电压调整率（标准要求≤±20%）和电压恢复时间（标准要求±2.4S）两个指标来衡量。有些用户主要只注重看发电机的稳态电压调整率（标准要求±1%），其实后者在当今大多数发电机的指标相差不大，而前两个指标却与发电机的瞬态电抗和励磁系统的特性有较大关系。

　　2.发电机的励磁特性 　
小容量三相同步发电机主要有以下几种励磁方式： 　　
⑴无刷永磁式（PMG） 　　
⑵无刷自励式 　　
⑶三次谐波励磁　　
⑷相复励

其中以无刷永磁式励磁方式性能最好。永磁励磁系统由五部分组成：发电机主励磁绕组（转子），永磁发电机（PMG），自动电压调节器（AVR），励磁机和旋转二极管。励磁系统的工作原理是：当发电机旋转时，永磁发电机（PMG）的永磁转子同轴旋转，切割PMG的定子绕组而产生三相正弦电势，引入发电机自动电压调节器（AVR）作为AVR的输入电源，AVR通过检测发电机的三相输出电压自动调节励磁机磁场的励磁电流，从而调节励磁机转子的三相输出电压，经旋转二极管整流后输送至发电机主转子的励磁回路。由此可见，输出电压的调节，其实是通过AVR对励磁机磁场的调节来实现的（如附图所示）。在这个系统中有以下几个特点：

①由于PMG系统提供一个与定子输出电压波形畸变及大小无关的恒定的励磁电源，因而能提供较高的电动机起动承受能力，并对非线性负载产生的主机定子输出电压的波形畸变具有抗干扰性，可提高发电机带非线性负载能力。 　
②AVR检测三相输出电压（三相方均根检测），具有精度极高的稳态电压调整率（通常可达±0.5%）。 　　
③更强的抗无线电干扰能力，永磁机励磁。

    ④更强的承受短路电流能力（通常可达3倍额定电流，持续10S）。

3.负载大小和性质 　
⑴非线性负载占发电机额定容量的比例越大，其危害就越明显。
    如果非线性负载分量小，其反射到发电机的谐波污染分量小，发电机输出电压的正弦畸变率小，因而影响不明显。如果其非线性负载分量小于发电机额定容量20%时，通常对发电机输出电压特性影响不明显。 　
⑵由于不同UPS电源其“整流滤波器”采用不同的元器件，影响也不同。 　
采用三相6脉冲整流技术的UPS影响大过采用三相12脉冲整流技术的UPS，而采用单相整流技术的UPS影响更大。如果在整流元件前采用了滤波器件，则重载时影响较小，但空载或轻载时由于功率因数极低甚至接近容性则影响更大。 　　
⑶UPS的投入方式的影响 　
当柴油发电机组启动向负载供电时，由于UPS已经在停电的若干秒时间内由电池组向负载放电，因此机组供电时首先接入的将是UPS的整流元器件，而且还有蓄电池的充电电流的大小影响。一般发电机组提供电池的充电电能相当于UPS容量的20%-25%左右。