隔离变压器在UPS中的设置-建筑电气2010.1

隔离变压器在UPS中的设置
黄建伟(华东建筑设计研究院有限公司，上海市200002)
Setting of Isolation Transformerin UPS
Huang Jianwei(East China Architectural Design&Research Institute Co．，Ltd．，Shanghai 200002，China)
Abstract DDetoisolationtransformer notasstandard
product configured in UPS，it has to be purchased
separately as per actual need during selection of UPS．
Different settinglocation，differentfunction itwillplay．
Key words Uninterruptible powersystem Isolation 输入 匕F7l 一上匕F 型7|J．／一
transfol-mer Setting 整流器 ； 逆变器 输出开关
蓄电池组
摘要 隔离变压器在UPS中不作为标准配置产 图1 UPS原理图
Fig．1 Schematicdiagram ofUPS
品，所以在UPS选购时，须根据实际的需求额外提
出。隔离变压器的设置位置不同，起到的作用也会不同。 2隔离变压器位置的设置
关键词 不间断电源 隔离变压器 设置
隔离变压器的设置位置需要根据系统的功能需求
确定．通常可在以下三个位置设置：
随着计算机网络技术的飞速发展．越来越多的项
a．整流器输人端设置隔离变压器．见图2；
目中均涉及计算机网络设备。计算机网络设备要求高
b．旁路输入端设置隔离变压器，见图3；
质量的、不间断的电源。UPS正是可以给负载提供不
c．逆变器输出端设置隔离变压器。见图4。
问断、干净、稳定、无频率突变、抗干扰、全天候、
高质量、正弦波电源的设备。随着数字化技术的发
广F翮l／堑／查手动壹旁堕路开蚕关关
展．新产品的不断开发、新技术的应用。使得UPs
的性能越来越完善。而隔离变压器作为UPS的主要
整流器输入端L—二二——J
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元器件之一．在UPS中的设置相对较为灵活．其在 l～／l
I一—／【一
UPS中的不同位置起到的作用也将大为不同。
整流器：三： 逆变器 输出开关
蓄电池组
1 UPS系统结构
I。。l息：tra整ns流for器tne输r竺嚣瑟i：妻蔫芝l。f陀。曲。，
uPS的中文意思是不问断电源，主要由整流器、 F培2
逆变器、蓄电池组、静态旁路开关、手动旁路开关、隔
一『i
离变压器等组合构成，其构成原理如图1所示。 旁路输入端厂———1／手动旁路开关
整流器、逆变器、蓄电池组、静态旁路开关、
手动旁路开关在UPS中的位置相对固定，而隔离变
压器的位置设置会根据UPS的功能需求不同而不同。 F刁 ．F刁 1． 输出
大部分UPS厂家将隔离变压器的配置作为选配件。 整流器 ； 逆变器 输H{开关
蔷电池组
那么．在工程项目中该如何根据项目的需求来确定
图3旁路输入端设置隔离变压器
选配、设置隔离变压器，笔者根据t程经验，总结
Fig．3 Isolation transformerset intheinputterminalof
隔离变压器设置的位置及其作用，供同仁参考。 bypass circuit
27
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2口1 n年第1期I ELECTRICITY
3．4抑制对上游配电系统的3次谐波干扰
广IF／硼一r静手动态旁旁路开路关开关
当用电负荷中荧光灯、节能灯、办公设备等产生
_]兰±鱼型I逆变器输出端
3次谐波的设备较多时．采用三角一星接法的隔离变
网 网!燃兰
压器，可抑制3次谐波对上游配电系统的影响。
4隔离变压器设置位置的探讨
蓄电池组
图4逆变器输出端设置隔离变压器 从UPS的工作原理图中可以看出，UPS的供电回
Fig．4 Isolation transformerset intheoutput terminal 路一般有整流、逆变及旁路回路。只有将UPS中的整
ofinverter
流、逆变及旁路回路均进行电气隔离．才能完全做到
UPS输入与输出的电气隔离。
3隔离变压器设置的作用
4。1 采用脉冲整流、IGBT逆变方式的UPS
隔离变压器在UPS中起到的主要作用可以归纳 采用脉冲整流、IGBT逆变方式的UPS．由于其
为：改变系统接地形式、提升输出电压、抑制共模电 逆变输出电源没有中性线．且其电压不能达到正常供
压干扰、抑制对上游配电系统的3次谐波干扰． 电的需求。因此．对于该类型的UPS．为了增加中性
3．1 改变系统接地形式 线及提升输出电压．在逆变器的输出端设置隔离变压
采用脉冲整流、IGBT逆变方式的UPS．由于采 器是必须的。另外，还可在旁路输入端设置隔离变压
用的是全桥变换器，其经过逆变器的输出回路是不带 器，以达到旁路回路电气隔离的目的。其中．设置在
中性线的。一般来说．UPS的负载通常必须具有中性 逆变器输出端的隔离变压器的变比一般为1：1．22．
线，因此，该UPS的输出电压不能直接接至负载． 且该变压器必须紧跟着逆变器设置。对于旁路输入端
必须在UPS逆变器的输出端增加中性线。通过在 设置的隔离变压器，要做到静态旁路及手动旁路同时
UPS逆变器的输出端增加“三角一星”隔离变压器．便 隔离，则需在其共同的输入端设置隔离变压器．该隔
可在输出端增加中性线，从而改变系统的接地形式。 离变压器的变比为l：1。见图5。
设置在逆变器输出端的隔离变压器同时还起到
了逆变器与用电设备的电气隔离的作用。 旁路输入靖 l／一，手动旁路开关
3．2提升输出电压
隔 —离 厂变
Xw
、压器 厂LF划：E递再二变订静器态旁输路开出关端
采用脉冲整流、IGBT逆变方式的UPS．整流器 同!燃竺
输入 F7| ～
将市电转换为直流电源．400 V直流电源经PWM脉 匕剖占匕型 '1／
宽调制后．相电压只有180 V。因此．在逆变器的输 整流器：量： 逆变器 输出开关。I
：………孽墅堕………………一一：
出端需设置变比为l：1．22的输出隔离变压器．以便
将180 V脉宽凋制波提升到输出相电压幅值220V。 图5 旁路输入及逆变器输出端设置隔离变压器
Fig．5 Isolationtransformerset in both bypass input circuit
3．3抑制共模电压干扰
and outputterminalof inverter
在电气设备的电源回路中．由于三相负荷的不平

在《建筑电气》2010年第1期的文章中，"隔离变压器在UPS（不间断电源）中的设置"一文详细探讨了如何将隔离变压器有效地整合到不间断供电系统中。UPS通常用于确保关键电力设备在主电网停电时仍能持续、稳定地为负载提供电力，而隔离变压器在此场景中的作用主要体现在以下几个方面： 1. **电压变换和保护**：UPS通过整流器将市电转换为直流电，然后逆变器将其再转化为稳定的交流电供给负载。在这个过程中，隔离变压器作为输入与输出之间的电气隔离设备，能够将电网侧的电压波动降压或升压至适配于UPS内部电路的工作范围，并起到防止电网电压异常对UPS核心部件造成损害的作用。 2. **电气安全隔离**：由于UPS需要连接各种不同来源和规格的用电设备，隔离变压器可以提供物理上的电气隔离，避免不同负载之间的互相干扰或者短路风险，保证系统的安全性。 3. **电磁兼容性（EMC）考虑**：在现代建筑物中，可能有许多敏感电子设备需要由UPS供电。隔离变压器有助于减少谐波电流和噪声污染，满足电磁兼容性的要求，确保这些设备能在UPS环境下正常工作。 4. **维护与检修便捷性**：通过隔离变压器将电网与UPS主体部分隔离开来，在进行UPS内部故障排查或维修时，降低了因外部电网问题导致的风险，便于维护人员进行操作。 总之，这篇文章深入分析了隔离变压器在UPS系统中的必要性和具体应用策略，对于理解和优化建筑电气工程中UPS的设计和配置具有重要意义。