【揭秘】隔離變壓器的性能及其在UPS供電係統中的作用
發布時間:2014-09-11 責任編輯:echolady
【導讀】文中介紹的隔離變壓器指的是工作在5OHz頻率下的工頻變壓器,在UPS供電係統中,隔離變壓器是一個主要部件。視UPS電路結構的不同和供電係統環境的差別,隔離變壓器的功能和設置方法也不盡相同,所以並不能一概而論地在UPS供電係統中都配置隔離變壓器。我們首先要了解隔離變壓器的功能以及它在WS供電係統中的作用,才能決定如何選擇隔離變壓器、如何配置隔離變壓器。變壓器是啞心路的一個重要的組成部分;有的是為了改善係統供電質量而設置的;還有的是為了電網與負載設備要求的電壓置式之間的匹配而設置的。
(1)UPS輸入12相整流必須配置隔離變壓器
當UPS是傳統雙變換在線式時,由於其輸入的AC/DC變換是可控整流電路,輸入功率因數低,而輸入電流諧波成份高。對於三相輸入6脈衝整流而言,輸入功率因數在0.8左右,輸入諧波成分在30以上,對電網形成嚴重的汙染,降低電網能量的利用率,同時要求增大係統配置的功率容量和設備成本。為了改善傳統雙變換UPS對電網汙染的問題,最早采用的電路措施是改6脈衝整流為12脈衝整流,由於脈衝個數增加一倍,同時在輸入端增加相應的濾波器後,可有效地將其輸入功率因數提高到0.95,將輸入電流諧波成份降到10以下,但這一改進措施要求增加一個隔離變壓器和相應的濾波器,由於12脈衝整流用的隔離變壓器體積大,很重,通常是附加一個單獨的機櫃,所以UPS生產廠商隻作為UPS的可選件向用戶提供。
(2)輸出DC/AC全橋逆變器需要隔離變壓器
當UPS的DC/AC逆變器由全橋電路組成時,輸出端必須加隔離變壓器,該變壓器在傳統雙變換UpS電路結構中的主要功能有兩個:一是在電壓的兩次變換中完成升壓功能,保證在電網電壓下限和輸出滿負荷的情況下,UPS能輸出穩定的380V/220V額定電壓;二是為傳統雙變換UPS全橋逆變器三相輸出提供零線,以滿足單相輸入電源負載的供電要求。所以輸出隔離變壓器是傳統雙變換UPS電路結構的必備的組成部分。
(3)配電係統零一地電位差超過要求時需要加隔離變壓器
在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)機(ji)房(fang)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)中(zhong),交(jiao)流(liu)電(dian)輸(shu)入(ru)零(ling)線(xian)和(he)機(ji)房(fang)地(di)線(xian)存(cun)在(zai)著(zhe)零(ling)一(yi)地(di)電(dian)位(wei)差(cha),這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)常(chang)見(jian)的(de)現(xian)象(xiang)。當(dang)機(ji)房(fang)中(zhong)存(cun)在(zai)零(ling)一(yi)地(di)電(dian)位(wei)差(cha)時(shi),說(shuo)明(ming)該(gai)機(ji)房(fang)的(de)配(pei)電(dian)和(he)零(ling)地(di)係(xi)統(tong)有(you)問(wen)題(ti)。
目mu前qian我wo國guo主zhu要yao采cai用yong三san相xiang四si線xian製zhi或huo者zhe三san相xiang五wu線xian製zhi配pei電dian係xi統tong,適shi用yong三san相xiang負fu荷he比bi較jiao均jun衡heng醜chou單dan相xiang負fu荷he較jiao小xiao的de場chang所suo。在zai這zhe樣yang的de係xi統tong中zhong,零ling線xian和he保bao護hu地di除chu在zai電dian力li變bian壓ya器qi中zhong點dian共gong同tong接jie大da地di外wai,在zai機ji房fang中zhong兩liang線xian沒mei有you任ren何he電dian氣qi連lian接jie。如ru果guo係xi統tong中zhong存cun在zai一yi定ding數shu量liang的de單dan相xiang負fu荷he,就jiu難nan以yi實shi現xian三san相xiang負fu荷he平ping衡heng,零ling線xian上shang的de不bu平ping衡heng電dian流liu。上shang線xian路lu中zhong存cun在zai著zhe開kai關guan電dian源yuan或huo整zheng流liu器qi產chan生sheng的de高gao次ci諧xie波bo(主要是三的整數倍次)電dian流liu及ji熒ying光guang燈deng引yin起qi的de高gao次ci諧xie波bo電dian流liu等deng,都dou會hui在zai零ling線xian上shang疊die加jia,且qie由you於yu各ge負fu載zai用yong電dian量liang變bian化hua和he用yong電dian的de不bu同tong時shi性xing,使shi得de零ling線xian中zhong電dian流liu時shi大da時shi小xiao,極ji不bu穩wen定ding,造zao成cheng零ling點dian接jie地di電dian位wei不bu穩wen定ding漂piao移yi,不bu但dan使shi設she備bei外wai殼ke帶dai電dian,對dui人ren身shen不bu安an全quan,而er且qie由you於yu電dian位wei基ji準zhun點dian上shang疊die加jia了le漂piao移yi電dian位wei,從cong而er使shi以yi其qi為wei基ji準zhun電dian位wei的de電dian子zi設she備bei受shou到dao噪zao聲sheng電dian壓ya的de千qian擾rao,工gong作zuo不bu穩wen定ding。
在三相供電接地係統中,如果供電係統所在地距離變壓器中線接地點較遠,可在係統所在地重複接地,形成一個新的TN-S供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)。在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)機(ji)房(fang)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)中(zhong),當(dang)由(you)於(yu)係(xi)統(tong)內(nei)部(bu)某(mou)些(xie)設(she)備(bei)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)而(er)產(chan)生(sheng)零(ling)一(yi)地(di)電(dian)位(wei)差(cha)時(shi),通(tong)常(chang)不(bu)允(yun)許(xu)采(cai)用(yong)重(zhong)複(fu)接(jie)地(di)的(de)辦(ban)法(fa)加(jia)以(yi)解(jie)決(jue)。
如果在關鍵的設備前麵把已存在零一地電位差的零線硬性接地,迫使該處的零線電位保持零電位,其結果是在電力配電進線點(輸入配電櫃)到(dao)重(zhong)複(fu)接(jie)地(di)點(dian)之(zhi)間(jian),形(xing)成(cheng)零(ling)線(xian)與(yu)地(di)線(xian)並(bing)聯(lian),零(ling)線(xian)中(zhong)本(ben)已(yi)存(cun)在(zai)的(de)電(dian)流(liu)將(jiang)按(an)阻(zu)抗(kang)的(de)大(da)小(xiao)在(zai)零(ling)線(xian)與(yu)地(di)線(xian)中(zhong)重(zhong)新(xin)分(fen)配(pei),地(di)線(xian)中(zhong)一(yi)且(qie)有(you)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo),必(bi)然(ran)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)整(zheng)個(ge)接(jie)地(di)係(xi)統(tong),加(jia)大(da)接(jie)地(di)係(xi)統(tong)形(xing)成(cheng)的(de)幹(gan)擾(rao),特(te)別(bie)是(shi)加(jia)大(da)了(le)同(tong)一(yi)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)各(ge)個(ge)屯(tun)子(zi)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao),造(zao)成(cheng)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)各(ge)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)都(dou)不(bu)穩(wen)定(ding)。
在zai三san相xiang五wu線xian供gong電dian係xi統tong中zhong,零ling線xian中zhong存cun在zai電dian流liu是shi不bu可ke避bi免mian的de,而er零ling一yi地di電dian位wei差cha則ze反fan映ying了le配pei電dian和he接jie地di係xi統tong的de質zhi量liang,設she想xiang如ru果guo係xi統tong中zhong零ling線xian導dao體ti的de截jie麵mian足zu夠gou大da,使shi其qi傳chuan輸shu阻zu抗kang接jie近jin零ling,那na麼me,同tong樣yang的de零ling線xian電dian流liu在zai這zhe樣yang的de接jie地di係xi統tong中zhong形xing成cheng的de零ling一yi地di電dian位wei差cha就jiu會hui大da大da減jian小xiao。所suo以yi一yi些xie電dian子zi設she備bei廠chang商shang就jiu以yi零ling一yi地di電dian位wei差cha做zuo為wei衡heng量liang配pei電dian和he接jie地di係xi統tong的de標biao準zhun。
用無限加大零、地di線xian截jie麵mian的de方fang法fa是shi很hen困kun難nan的de,且qie效xiao果guo也ye很hen難nan達da到dao理li想xiang的de要yao求qiu。解jie決jue供gong電dian係xi統tong零ling一yi地di電dian位wei差cha最zui有you效xiao的de辦ban法fa是shi在zai關guan鍵jian的de電dian子zi設she備bei前qian加jia隔ge離li變bian壓ya器qi。此ci隔ge離li變bian壓ya器qi可ke以yi是shi為wei此ci設she備bei供gong電dian的de電dian源yuan設she備bei的de一yi部bu分fen,可ke以yi是shi被bei供gong電dian設she備bei的de一yi部bu分fen,即ji帶dai變bian壓ya器qi輸shu入ru的de電dian子zi設she備bei,也ye可ke以yi在zai被bei供gong電dian設she備bei前qian附fu加jia一yi個ge隔ge離li變bian壓ya器qi。用yong此ci方fang法fa可ke從cong根gen本ben上shang解jie決jue零ling地di電dian壓ya差cha的de問wen題ti,同tong時shi又you不bu對dui整zheng個ge供gong電dian係xi統tong質zhi量liang產chan生sheng影ying響xiang。
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