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1、第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,隔离变压器的性能及其在UPS供电系统中的作用 交流稳压器及其在UPS供电系统中的作用 UPS供电系统对机房接地系统的要求,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,隔离变压器的性能及其在UPS供电系统中的作用 在此隔离变压器指工频变压器。隔离变压器是UPS系统中的一个重要部件。 隔离变压器在UPS供电系统中的功能 设置目的： UPS设备本身需求； 改善系统供电质量。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,1、UPS输入采用12脉波整流必须配置隔离变压器。 当传统双变换在线式，输入AC/DC变换是可控整流，输入功率因素低，输入电流谐波大，
2、对电网污染重。 最简单的方法就是提高整流脉波数,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,2、输出DC/AC全桥逆变整流需要隔离变压器。 当UPS的DC/AC逆变器采用全桥整流电路时，输出端必须加隔离变压器，否则完成不了单相或三相四线交流电压的功能。 图7.9 图7.10 图7.11,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,3、配电系统零-地电位差超过要求时需要加隔离变压器。 计算机机房交流输入零线和机房地线存在零-地电位差，该现象比较普遍； 我国
3、采用的三相四线和三相五线配电系统，零线和保护地线仅仅在电力变压器的中性点统一接地，但三相负荷不平衡、以及存在谐波时，均造成零线电流，造成接地电位漂移； 解决该问题最简单有效的方法就是加装隔离变压器。 4、当电网和负载交流电源制式不同时需要配置隔离变压器。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,UPS设备中不采用工频变压器的电路技术 高频机技术 所谓高频机工作频率为几十kHz，输出功率几十kVA，容量不大，主要是由于功率器件容量限制。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,高频机特点： 减小体积、重量、降低成本； 降低元件损耗、提高效率； 改善和增加新功能，改善动态特性； 降低工
4、作噪声； 结构上易实现集成化和模块化，有效提高设备可用性。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,所示电路与传统双变换UPS相比，根本差别是： 增加了DC/DC升压变压器， 输出采用逆变器半桥电路， 变换器工作频率高， 无工频变压器， 电路中相应元件采用高频元件， 功率密度高。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,隔离屏蔽变压器抗干扰能力分析 图7.14 只有带屏蔽的隔离变压器才有良好的抗干扰能力。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,在供电系统产生干扰的原因和现象多种多样：
5、如高压脉冲、尖峰毛刺、电涌、暂态过电压、射频干扰、电磁干扰等等。 按照干扰形式和传输途径分为： 共模干扰 存在于电源任何一相对大地和零线对大地之间，是载流体与大地之间的干扰； 差模干扰 存在于电源相线与零线及相线与相线之间，是载流体之间的干扰。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,共模干扰是由于辐射或串扰藕合到电路中，而差模干扰则是源于同一条电源电路。 抑制干扰一般性措施有： 瞬变干扰抑制器，如压敏电阻、放电管等； 电源线滤波器。图7.15,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,隔离屏蔽变压器 图7.16 图7.17 图7.18,
6、第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,隔离变压器的“启动冲击”及设计应注意的问题 图7.19,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,在隔离变压器投入运行后，启动冲击电流发生随机，不可避免； UPS供电系统中设置隔离变压器增加了抗干扰能力，但由于冲击电流存在会造成更严重的干扰，解决方案一般有如下几种：,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,1）整体配电系统设计合理，减少隔离变压器的使用； 2
7、）改变隔离变压器的常规设计； 3）优化隔离变压器的设置位置。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,交流稳压器及其在UPS供电系统中的作用 电压波动和设备之间的影响引起电网的波动，对UPS产生极其不利的影响： 1、电网掉电频繁，电压波动大，波动幅值超过UPS输入电压允许范围，使得UPS频繁地转入电池逆变工作状态，影响UPS系统可靠性； 2、电网长时间过压或欠压，UPS会转入电池逆变状态长时间工作，不利于UPS正常运行；,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,3、电网电压长时间偏高或偏低，虽没有超过UPS输入电压范围，但超过了UPS转旁路供电输入电压范围，UPS闭锁旁路运行，当过
8、载时会出现比较严重的问题； 4、电网电压长时间偏高或偏低时，UPS逆变器长期处于正常工作边缘，不利于UPS正常运行。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,交流稳压器设备类型和特点 1、参数稳压型 参数稳压型就是利用电路非线性元件对电压和电流的非线性特性实现对电路中电压和电流的调整。 图7.21,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,优点： 电路简单，可靠性高； 稳定精度高； 抗干扰能力强； 输入电压允许范围宽。 缺点： 非线性元件对工作频率敏感，受谐波影响大； 输入功率因素低，输入电流
9、谐波分量大； 容量较小。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,2、自藕调压器 以自藕变压器为基本调压部件实现稳压功能。 图7.22 划分为2大类： 机械调压型； 改变抽头型。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,特点： 静态稳压精度好； 动态响应特性差； 输出功率较小。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,3、大功率补偿型 将线性变压器串联在输入和输出住电路中，控制变压器初级电压大小和极性，利用次级电压对输入电压进行补偿，实现输出电压稳定和调整作用。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,大致可分为3大类： 滑
10、动调压 图7.24 感应调压 图7.25 无触点数控补偿型 图7.26,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,UPS供电系统对机房接地系统的要求 接地的重要性： 接地是提高电子电气设备电磁兼容有效性的重要手段之一； 正确接地既能抑制外部干扰影响，又能防止内部向外部发射电磁干扰； 错误接地会引入非常严重干扰，甚至使得无法正常工作。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,“接地”是按照一定要求用金属导体将电路中的某些“地”电位连接在一起。 接地点
11、与大地保持“同电位”-狭义的理解 “接地”是建立电路系统中的“等电位”连接-广义的理解 建立的电路系统中的“等电位”是确定电路系统中的基准电位，但不一定是大地电位。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,电气设备接地的作用及分类 电气设备接地的作用： 1、安全考虑； 2、抑制外部干扰考虑。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,电气设备接地的分类： 1、保护接地 将电子电气设备的金属外壳与大地连接成等电位； 2、屏蔽接地 抑制变化的电磁场干扰 3、系统接地 使电子电气设备正常运行和稳定可靠工作，必须处理等电位的接地问题，细分为：信号地、模拟地、数字地、电源地和负荷地等等。,第六
12、章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,交流工作地 主要作用： 1、降低接触电压； 2、迅速切除故障设备。,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,在电力系统中，交流工作接地有5种常用方式： 1、IT接地系统 图7.27 图7.28,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,2、TN-C系统 图7.29 3、TN-S系统 图7.30 4、TN-C-S系统 图7.31,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备
13、和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,5、TT系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,系统接地的原则： 1、直流地、安全地、交流地、防雷地分别接入不同的接地系统； 2、所有接地均接入防雷地，为了防止雷电流反击，要求防雷引下线与所有电气设备保持足够的距离，即所谓的联合接地原则；,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,3、低频电路的接地原则，对于低频电路的接地，应坚持一点接地原则。 图7.34 4、高频电路的接地原则，宜采用就地接地，即多点接地原则。 图7.35,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,5、整机系统的混合接地原则 将设备接地分为3大类：电源地、信号地、屏蔽地，将所有电源地线接入电源总地线上，所有信号地线接入信号总地线，所有屏蔽地线接入屏蔽总地线，最后将地线汇集到公共的参考地。 图7.36,第六章 UPS供电系统中的其他设备和接地系统,
