UPS電源輸入輸出形式及其應(yīng)用
UPS電源：（岑）
本文摘自河南梓清電氣設(shè)備有限公司 作者：駐馬店UPS電源廠家
目前UPS就其輸入輸出形式而言，大致可分為3種形式：
• 單相輸入/單相輸出形式
• 三相輸入/單相輸出形式
• 三相輸入/三相輸出形式
上述三種輸入輸出形式的選擇主要由負(fù)載容量狀況來(lái)決定，單入/單出UPS從1KVA~15KVA；三入/單出UPS從10KVA~20KVA；三入/三出UPS從10KVA~500KVA?？梢钥闯?，輸入輸出形式主要是根據(jù)UPS容量的不同以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)性而制定的。輸入形式主要取決于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)三相電平衡度的影響程度，輸出形式主要取決于UPS輸出線徑及功率元件的容量，一般每個(gè)單相輸出應(yīng)在5KVA以上，以保證有效帶載率，或考慮到三相負(fù)載對(duì)輸出形式的要求，采用更小單相輸出容量。
1、單相輸入/單相輸出形式：
如果容量比較小，單入形式的UPS掛在任何一相入戶的市電上都不會(huì)對(duì)入戶市電的三相配平衡問(wèn)題造成麻煩,而負(fù)載容量較小，UPS采用單相輸出其輸出線徑（電流值）都不大，可以采用單相逆變器設(shè)計(jì)，因此小容量（一般15KVA以下）的UPS多采用單入/單出形式。
2、三相輸入/單相輸出形式：
在容量稍大時(shí)，例如大于20KVA的負(fù)載，若掛在某一單相輸入電上,會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的輸入電配平衡造成麻煩，而采用三相輸入，自動(dòng)平均分配輸入電流，從而有效解決配平問(wèn)題。但單相輸出并不是容量越大越好，單相逆變輸出決定需要采用單相旁路輸入結(jié)構(gòu)，當(dāng)UPS容量大于20KVA時(shí)，單相20KVA的旁路輸入需要比較大的單相電流，在UPS正常工作時(shí)旁路不工作，既使不合理的布線及開(kāi)關(guān)選擇也不會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，一旦UPS主回路故障或過(guò)載轉(zhuǎn)旁路運(yùn)行，UPS將整個(gè)負(fù)載轉(zhuǎn)移致旁路輸入回路上，對(duì)系統(tǒng)供電造成嚴(yán)重不平衡。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成跳閘，或因潛在的不合理布線及開(kāi)關(guān)容量造成轉(zhuǎn)旁路失敗及時(shí)具有合理的前端電氣配置，也會(huì)造成因考慮不平衡配置造成的電源資源浪費(fèi)現(xiàn)象?？紤]到單相旁路輸入配平衡的要求,以及單相逆變器的電流壓力方面因素,輸出單相逆變器一般作到20KVA以內(nèi)比較合理。因此8~20KVA容量范圍內(nèi)的UPS采用單相逆變器、單相旁路輸入的三入/單出形式較多。
某些用戶考慮采用大容量三/單UPS時(shí)，其追求的有利方面主要是提高UPS的輸出利用率，避免因輸出負(fù)載分配問(wèn)題造成的輸出單相過(guò)載（總?cè)萘啃∮赨PS總?cè)萘繒r(shí)）。或由于現(xiàn)場(chǎng)電力線布線為單相等特殊因素決定。此時(shí)，為避免單相逆變器UPS在單相旁路輸入及單相逆變器容量不足等方面的局限性，普遍采取另外一種三相輸入/單相輸出方案。采用三相輸入/三相輸出UPS配合輸出三/單變壓器的方式。在UPS輸出側(cè)配置三/單隔離變壓器選件，一方面滿足旁路輸入為均衡的三相輸入要求，另外一方面緩解逆變器的電流壓力。此外，還滿足某些場(chǎng)合的輸出隔離要求。在采用三進(jìn)/單出隔離變壓器時(shí)，有以下幾點(diǎn)需要注意的地方：
1）三相進(jìn)/單相輸出的變壓器的輸出容量是輸入容量的2/3，若達(dá)到輸出規(guī)定容量的要求，需要采用的三進(jìn)/三出UPS容量至少應(yīng)為系統(tǒng)單相輸出容量的1.5倍。否則變壓器單相輸出容量將小于系統(tǒng)要求的輸出容量。三進(jìn)/單出變壓器運(yùn)行原理如下：
三相輸入/單相輸出變壓器的原形原理圖如左，原邊采用星型三相輸入結(jié)構(gòu)，付邊采用兩相同相疊加一相反相疊加合成單相輸出的結(jié)構(gòu)。原邊的A相B相C相輸出功率折算到付邊，得到互差120度的付邊a相b相c相線圈功率，其中a,b兩相同名端正相疊加得到的合成幅值與單相線圈功率幅值相等且方向與c相相反的矢量，再與c同名端反相疊加后生成2倍于單相功率的總輸出功率值。即單相輸出為三相輸入功率的2/3。
2）三單變壓器的工藝要求較高，因此采用*產(chǎn)品，尤其是同一廠家出品的配套選件。原廠出品的三/單隔離變壓器選件與UPS主機(jī)配合,可構(gòu)成高性能、高可靠性的三/單電源方案,若考慮今后現(xiàn)場(chǎng)可能的并聯(lián)增容要求，在*采購(gòu)及安裝時(shí)，應(yīng)注意采用2倍以上容量的輸出隔離變壓器，以免在今后增容過(guò)程中因輸出變壓器容量不夠造成的更換浪費(fèi)。
3、三相輸入/三相輸出形式：
隨著負(fù)載容量的增大，在輸入三相形式的基礎(chǔ)上，輸出也采用三相形式，使每個(gè)單相輸出的電流不至過(guò)大。在某些特殊場(chǎng)合，也使用容量較小的三相輸出形式UPS，主要是小容量三相負(fù)載而設(shè)計(jì)的。在購(gòu)買(mǎi)三相輸出形式的UPS時(shí)，應(yīng)考慮UPS的不平衡帶載能力，通常應(yīng)選購(gòu)具有*不平衡帶載能力的UPS。UPS不同的逆變器結(jié)構(gòu)決定了其輸出不平衡帶載能力，目前采用三相獨(dú)立逆變橋結(jié)構(gòu)的UPS具有更加出色的不平衡帶載能力。由于獨(dú)立逆變橋結(jié)構(gòu)避免了傳統(tǒng)三相橋+r/Y變壓器結(jié)構(gòu)造成的每相間互相影響的格局，*成為各自獨(dú)立輸出的3個(gè)220V輸出逆變器。因此，具有更加穩(wěn)定的不平衡帶載能力。
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