整理隔離變壓器在UPS_中的設(shè)置

1、精品文檔I隔離變壓器在UPS中的設(shè)置摘要 隔離變壓器在UPS中不作為標(biāo)準(zhǔn)配置產(chǎn)品，所以在UPS選購時，須根據(jù)實(shí)際的需求額外提出。隔離變壓器的設(shè)置位置不同，起到的作用也會不同。關(guān)鍵詞 不間斷電源隔離變壓器設(shè)置隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的項(xiàng)目中均涉及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求高質(zhì)量的、 不間斷的電源。UPS正是可以給負(fù)載提供不 間斷、干凈、穩(wěn)定、無頻率突變、抗干擾、全天候、高質(zhì)量、正弦波電源的設(shè)備。 隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，新產(chǎn)品的不斷開發(fā)、新技術(shù)的應(yīng)用，使得UPS的性能 越來越完善。而隔離變壓器作為UPS的主要元器件之一， 在UPS中的設(shè)置相對 較為靈活， 其在UPS中的不同位

2、置起到的作用也將大為不同。1 UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UPS的中文意思是不間斷電源， 主要由整流器、逆變器、蓄電池組、靜態(tài) 旁路開關(guān)、手動旁路開關(guān)、隔離變壓器等組合構(gòu)成，其構(gòu)成原理如圖1所示。動旁弗幷t精品文檔1 -I=4*=S *-一 亠=._ 一圖1 UFS原譯誓iFig, 1 S'hematic diagram of UlUPS中的位UPS的功能需求不同而不同。大 那么， 在工程項(xiàng)目中該如何根 筆者根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)隔離變整流器、逆變器、蓄電池組、靜態(tài)旁路開關(guān)、手動旁路開關(guān)在 置相對固定，而隔離變壓器的位置設(shè)置會根據(jù) 部分UPS廠家將隔離變壓器的配置作為選配件。 據(jù)項(xiàng)目的需求來確定選配、設(shè)

3、置隔離變壓器， 壓器設(shè)置的位置及其作用， 供同仁參考。2隔離變壓器位置的設(shè)置隔離變壓器的設(shè)置位置需要根據(jù)系統(tǒng)的功能需求確定， 位置設(shè)置：a . b .c .通?？稍谝韵氯齻€整流器輸入端設(shè)置隔離變壓器, 旁路輸入端設(shè)置隔離變壓器， 逆變器輸出端設(shè)置隔離變壓器,見圖2；見圖3；見圖4。JII那淹:/b W 總 W HiHMFr fet世紹鑿u齧唏肩沒方闔克芟工養(yǎng)Fl* 2 l>i>Iahnn IFausfomiir >f'l in llnr inpul Irrminnl t»f rerlificrNII=_= _ 1'骨站年.箱 :略肉星H招*論】”一”

4、,_三 U空幣6 U池莖= =-=- =旁討輸A角設(shè)S帛隹J -豐r 3 kiolithiisn IransGinnpr wl in I hr iinpijl |t*rniinal oftnpass cirr nil3隔離變壓器設(shè)置的作用隔離變壓器在UPS中起到的主要作用可以歸納為：改變系統(tǒng)接地形式、提升輸出電壓、抑制共模電壓干擾、抑制對上游配電系統(tǒng)的 3次諧波干擾。3. 1改變系統(tǒng)接地形式采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS由于采用的是全橋變換器， 其經(jīng)過逆變 器的輸出回路是不帶中性線的。一般來說，UPS的負(fù)載通常必須具有中性線， 因 此，該UPS的輸出電壓不能直接接至負(fù)載，必須在 UPS

5、逆變器的輸出端增加中 性線。通過在UPS逆變器的輸出端增加“三角-星”隔離變壓器，便可在輸出 端增加中性線， 從而改變系統(tǒng)的接地形式。設(shè)置在逆變器輸出端的隔離變壓器同時還起到了逆變器與用電設(shè)備的電氣 隔離的作用。3. 2提升輸出電壓采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS整流器將市電轉(zhuǎn)換為直流電源，400精品文檔V直流電源經(jīng)PWM永寬調(diào)制后， 相電壓只有180 V。因此， 在逆變器的輸出端 需設(shè)置變比為1 : 1. 22的輸出隔離變壓器， 以便將180 V脈寬調(diào)制波提升到 輸出相電壓幅值220 V。8論鄴 W a變耦 蠡遡M期W5 *r. 2 p =精品文檔4逆弔遵緇T端總雪訃嶠i土龍f Jio

6、n ifnirIin fh廣“Tmimd3. 3抑制共模電壓干擾由于三相負(fù)荷的不平衡導(dǎo)致中性線和PE線間存在電氣設(shè)備的電源回路中，在著電位差， 這是因中性線通過三相不平衡電流產(chǎn)生的電壓降而引起的。電子 信息設(shè)備的信號電壓和邏輯電壓只有幾伏，如果此電壓降過大將使電子信息設(shè)備不能正常工作， 此電壓降被稱作共模電壓干擾。設(shè)置隔離變壓器將輸入電源 與輸出電源電氣隔離， 其二次繞組另起一電源系統(tǒng)給電子信息設(shè)備供電，則中性線與PE線間的電位差在此處又從0 V開始，共模電壓干擾可有效地降低。3. 4抑制對上游配電系統(tǒng)的3次諧波干擾當(dāng)用電負(fù)荷中熒光燈、節(jié)能燈、辦公設(shè)備等產(chǎn)生3次諧波的設(shè)備較多時，采 用三角-星

7、接法的隔離變壓器， 可抑制3次諧波對上游配電系統(tǒng)的影響。4隔離變壓器設(shè)置位置的探討從UPS的工作原理圖中可以看出，UPS的供電回路一般有整流、逆變及旁 路回路。只有將UPS中的整流、逆變及旁路回路均進(jìn)行電氣隔離，才能完全做到UPS輸入與輸出的電氣隔離。4. 1采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS且其電壓不能達(dá)到正常供電的需求。因此，線及提升輸出電壓， 在逆變器的輸出端設(shè)置隔離變壓器是必須的。 在旁路輸入端設(shè)置隔離變壓器，采用脈沖整流、IGBT逆變方式的UPS 由于其逆變輸出電源沒有中性線， 對于該類型的UPS 為了增加中性 另外，還可 以達(dá)到旁路回路電氣隔離的目的。 其中，設(shè)置在逆變器輸出端

8、的隔離變壓器的變比一般為 1 : 1 . 22，且該變壓器必須緊跟 著逆變器設(shè)置。對于旁路輸入端設(shè)置的隔離變壓器， 要做到靜態(tài)旁路及手動旁 路同時隔離，則需在其共同的輸入端設(shè)置隔離變壓器， 該隔離變壓器的變比為 1: 1，見圖5。4. 2采用IGBT整流、IGBT逆變方式的UPS由于可控硅整流是通過斬波的方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是說，得到恒定的輸出電壓的代價就必定需要犧牲部分能量，并會產(chǎn)生諧波干擾。目前市場上通常使用的因此可以得同時也最大限度地降低了電流 采用IGBT整流技術(shù)的UPS也12脈沖整流裝置的UPS其輸入功率因數(shù)最大約為95 % 電流諧波輸入畸變率 THD值通常在10 %15 %。隨著IG

9、BT技術(shù)的發(fā)展，IGBT技術(shù)也逐漸應(yīng)用到 整流器。IGBT整流利用高頻切換脈寬調(diào)制技術(shù)獲得穩(wěn)定的直流電， 到較高的輸入功率因數(shù)（大于99 % 接近于1）， 諧波輸入畸變率THD值（ 5 %?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)， 越來越多地被應(yīng)用。丄埼人I-7J! 5譽(yù)躍労A旻住孌誰輸土右斥iSi鬲點(diǎn)空1蠱卜i再 5 Isiiblinih Irdfifiintiirir m-'i in 1m4)i Lap,LJh> inpuil cirnnttumU)»iHpu(iif iinrrtrr1-1巴h 卜心6一虧I丄！ 屮尼擰妄 'i箜；器I =.麻岀_“骷腐哎廳器-?蛉二M盤；字簡艸r冋

10、揣氏*冼隔離垂吐?lián)eholiiiiiun irun'fimnrr ini bmh invcHrr uurlur miH<-nriinhiii otiillpul ll'iriiiiinal idr in nil對于目前市場上推出的采用雙IGBT （即整流裝置及逆變裝置均采用IGBT元 器件的設(shè)備） 的高頻UPS由于其已具有DC DC升壓環(huán)節(jié)，其輸出側(cè)不再必 須加裝升壓變壓器。又由于采用了雙IGBT的方式，所以逆變器輸出端已帶有中 性線，可以滿足對負(fù)載供電的要求。如此一來，對于采用雙IGBT的高頻UPS配 置隔離變壓器也就成了選配件。從消除共模干擾及濾除3n次諧波的作用考慮，對于采用雙IGBT的高頻UPS 通常在逆變器的輸出端及旁路的輸入端設(shè)置隔離變壓器。采用雙IGBT的高頻UPS 在逆變器及旁路的共同輸出端設(shè)置一個隔離變壓 器（如圖6所示）。從理論上說， 可以起到供電電網(wǎng)與用電設(shè)備的電氣隔離作用。但是，由于此時的隔離變壓器沒有被旁路，當(dāng)該隔離變壓器出線故障或需維修時，系統(tǒng)不得不斷電，因此降低了供電的可靠性。iirs中隔離變壓器設(shè)置位置及功能Tdh. Settifig hicatiitri and it、fiim ticn of isolatinriti dtisfi riner iti 11 PS功能隔離變壓器設(shè)S位S整流器輸入端旁