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隔离变压器的性能及其在UPS供电系统中的作用

2022-11-18 14:26:44

1)UPS输入12相整流必须配置隔离变压器

当UPS是传统双变换在线式时,由于其输入的AC/DC变换是可控整流电路,输入功率因数低,而输入电流谐波成份高。对于三相输入6脉冲整流而言,输入功率因数在0.8左右,输入谐波成分在30以上,对电网形成严重的污染,降低电网能量的利用率,同时要求增大系统配置的功率容量和设备成本。为了改善传统双变换UPS对电网污染的问题,最早采用的电路措施是改6脉冲整流为12脉冲整流,由于脉冲个数增加一倍,同时在输入端增加相应的滤波器后,可有效地将其输入功率因数提高到0.95,将输入电流谐波成份降到10以下,但这一改进措施要求增加一个隔离变压器和相应的滤波器,由于12脉冲整流用的隔离变压器体积大,很重,通常是附加一个单独的机柜,所以UPS生产厂商只作为UPS的可选件向用户提供。

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(2)输出DC/AC全桥逆变器需要隔离变压器

当UPS的DC/AC逆变器由全桥电路组成时,输出端必须加隔离变压器,该变压器在传统双变换UpS电路结构中的主要功能有两个:

一是在电压的两次变换中完成升压功能,保证在电网电压下限和输出满负荷的情况下,UPS能输出稳定的380V/220V额定电压;

二是为传统双变换UPS全桥逆变器三相输出提供零线,以满足单相输入电源负载的供电要求。所以输出隔离变压器是传统双变换UPS电路结构的必备的组成部分。

(3)配电系统零一地电位差超过要求时需要加隔离变压器

在计算机机房供电系统中,交流电输入零线和机房地线存在着零一地电位差,这是一种常见的现象。当机房中存在零一地电位差时,说明该机房的配电和零地系统有问题。

目前我国主要采用三相四线制或者三相五线制配电系统,适用三相负荷比较均衡丑单相负荷较小的场所。在这样的系统中,零线和保护地除在电力变压器中点共同接大地外,在机房中两线没有任何电气连接。

如果系统中存在一定数量的单相负荷,就难以实现三相负荷平衡,零线上的不平衡电流。上线路中存在着开关电源或整流器产生的高次谐波(主要是三的整数倍次)电流及荧光灯引起的高次谐波电流等,都会在零线上叠加,且由于各负载用电量变化和用电的不同时性,使得零线中电流时大时小,极不稳定,造成零点接地电位不稳定漂移,不但使设备外壳带电,对人身不安全,而且由于电位基准点上叠加了漂移电位,从而使以其为基准电位的电子设备受到噪声电压的千扰,工作不稳定。

在三相供电接地系统中,如果供电系统所在地距离变压器中线接地点较远,可在系统所在地重复接地,形成一个新的TN-S供电系统。在计算机机房供电系统中,当由于系统内部某些设备的工作状态而产生零一地电位差时,通常不允许采用重复接地的办法加以解决。



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