小议UPS设置隔离变压器(1)

用隔离变压器降低UPS输出零地电压的方法摘要：为了使负载能够正常的通电工作，我们可以采取降低所输出的零电压的方法。

具体做法是把总的隔离变压器增加在UPS的后端，将隔离变压器的输入端和输出端之间进行电气连接，将变压器的副边进行零地短接，这是一种降低零电压很有效的方法。

关键词：隔离变压器；UPS；零地电压1、引言用户在使用安装一些负载时，比如HP小型机或IBM服务器等一些负载，用户一般对UPS输出的零地电压有比较高的要求，通常情况下要求输出的零地电压要小于1V。

但在实际工作中，在安装或者调试时发现一个问题，就是在UPS未开机时，输出的零地电压还能达到要求，但是在开机运行时，就出现了零地电压超出所要求的范围。

本文就这个问题分析了用隔离变压来降低UPS输出零地电压的方法。

2、零地电压产生的机理分析在导线之间存在着一定的耦合电容和电感，在零线和地线的地方，高次谐波将会产生一定的高频电流，这样的情况下也有可能将零地电压升高。

在SPWM调制脉冲的正调控下，正SPWM交变电流在调制频率为15-20kHz的条件下将会形成高频交变电流通道，此通道将会沿着电解电容C3的正极到S3功率管，然后通过高频滤波电感L1到高频滤波的电容C1，然后到UPS内部零线，最终到达电解电容C3形成一条负极高频交变电流的通道。

与以上情况类似，当负SPWM交变电流在调制频率为15-20kHz的条件下将会形成负极高频交变电流通道，此通道将会沿着电解电容C4的正极到UPS内部零线，S3功率管，然后通过S4功率管到高频滤波的电感L1，最终到达电解电容C4负极形成一条负极高频交变电流的通道。

在这种高频交变电流作用的情况下，在UPS的输出端会输出零线对地线电位输出波形，这种波形是一种带高频尖峰干扰型并且幅度偏大的零线对地线输出的波形，这种波形就是我们讨论的零地电压。

3、零地电压解决方法通过以上对零地电压的分析，我们可以从产生零地电压的原理出发，找到解决零地电压的方法。

为什么要增加隔离变压器及隔离变压器的作用、特点为什么要增加隔离变压器及隔离变压器的作用、特点核心提示：人们常会在电源上加一颗功率容量不小的隔离变压器，HP 的 SKVA 或国內有厂商推出 IKVA 等。

有的用 220v 的冷气插座转降 110V ，有的则是 110V 变 110V 的 1 ： 1 方...人们常会在电源上加一颗功率容量不小的隔离变压器，HP 的SKVA 或国內有厂商推出IKVA 等。

有的用220v 的冷气插座转降110V ，有的则是 110V 变 110V 的 1 ： 1 方式，而其作用就是要把电源中的杂讯減小，提高电源之S ／N 比。

在国內尤其是普通的110V 及 220V ，因为家家戶戶都有电器在使用，像微波炉、电磁炉。

开关、马达运转等，在电源上会以倍频或突波的方式传至各电源插，因此电源受到污染的情形相当严重 . 除非你能不计一切代价用各种方式自己发电，否则就要想办法改善电源中的噪讯。

其实隔离变压器的原理很简单，主要就是针对這些杂讯都是中高周波的特性而设计。

因为我们知道，中高周波在我们的矽钢片型的变压器耗损相当大。

不大会從一次线圈感应到二次线圈输出，因此就可以达到我们要干净电源的目的。

但有些人不免担心会影响到动态范围、音场音色等问题，其实要看这个隔离变压器本身的制作水准和功率容量而定，究竟是EI 型的好，或是环型的好？我们只能說。

使用时，我们仍要建议你做好隔离变压器本身接地的迴路，往往使用者忽视这个重要性，变压器会产生磁漏及电磁干扰 . 如果沒有把外壳金属导电的部位接到大地或电源配置好接地线路，既使做再多的隔离效果也是有限的。

还有要注意的，如果变压器本身空载就发燙。

這樣子功率容量会減小。

如果变压器会振动的話，那劝你还是换一个。

不然它的杂音就会盖过许多音乐细节了。

环型好的很贵， EI 型的很笨重。

什么叫隔离变压器拥有两个或两上以上独立分开的线圈的变压器都可以叫隔离变压器，因为初级和次级已经完全分开（隔离），是通过磁场来传递能量。

不间断电源（UPS）系统管理规定1目的加强UPS的管理，提高UPS供电系统的稳定性、可靠性，确保仪表工作电源安全可靠。

2适用范围本规定适用于供给五楼网络机房、数据机房有关的设备用UPS系统。

3引用标准●国标GB2887-89《计算站场地技术条件》●国标GB50174-93《电子计算机房设计规范》●国标GB9361-88《计算站场地安全要求》●《通讯机房静电防护通则》●机房楼层图纸及现场实际情况。

4管理规定4.1 管辖范围分工UPS由信息中心负责管理。

4.2 UPS系统的设置4.2.1重要生产装置控制仪表电源供电系统中应配置UPS，确保生产装置供电系统发生断电等事故时，其控制仪表能够正常显示和可靠动作。

4.2.2 UPS电源供电系统的接线方式应简洁、清晰，电源引自不同回路的380V/220V母线（以下简称低压母线），所选用的线路、设备、保护装置等应符合《低压配电设计规范》GB-50054-1995的有关规定。

4.2.3UPS电源系统应采用独立的两套UPS同时供电或单台UPS加市电共同供电方式，特别重要的负荷应采用独立的两套UPS电源系统同时供电。

4.2.4 市电直供电源可根据系统电源质量等情况，配置隔离变压器或稳压器。

4.2.5UPS应设脱机检修旁路，以便UPS发生故障后可完全与电源系统隔离，以保证仪表电源供电系统的配置在满足生产装置正常运行后，还可进行UPS离线检修、蓄电池定期维护等工作。

4.2.6在UPS电源系统中，要采取防雷、EP谐波吸收装置保护措施，防止过电压对UPS电源系统的危害。

4.2.7 UPS电源装置输出端的中性点不应接地4.2.8 UPS的选择4.2.8.1 UPS应选用在线式双变换工业型，其接线应简单可靠。

4.2.8.2运行方式：采用单机运行方式。

4.2.8.3蓄电池：UPS的蓄电池应选用全密封阀控式或铅酸蓄电池，其后备时间一般为满负荷30min。

4.2.8.4额定容量：单台UPS带全负荷时，其负荷率应在50%～60%为宜。

UPS设备中级题库答案一、填空题：1、UPS的两级防雷一般是指D级和C级。

2、信产部YD/T1095-2000 中规定UPS输入电流总谐波含量一类要求应小于（5%）3、IGBT( 绝缘栅型双极性晶体管)的特性是输出饱和压降低、输入阻抗高、开关速度高、通态度损耗小。

4、UPS的主要功能是___保持不间断给交流负载供电_________。

5．按工作频率划分UPS分为工频机和高频机两种。

6、按工作频率划分UPS分为工频机和高频机两种。

7．大功率UPS一般采用可控硅整流，其整流器通常有 6脉、12脉两种。

8、大功率UPS一般采用可控硅整流，其整流器通常有6脉、 12脉两种。

9、信产部YD/T1095-2000 中规定UPS输入功率因数一类要求应≥ 0.95 。

10、电磁兼容性(EMC)分电磁干扰性，电磁抗扰性两个方面。

11、电磁兼容性(EMC)分电磁干扰性，电磁抗扰性两个方面。

12、如果用户配电造成零地电压比较高时，通常采用加输出隔离变压器的方式解决。

13、根据通信行业标准《通信局（站）电源系统总技术要求》（YD/T1051-2000）的规定，用于通信系统的UPS的可用度应大于或等于 99.9995% 。

14、UPS按电路主结构可分为后备式UPS 、在线式UPS、串并联调整式UPS、在线互动式UPS。

15、在线双变换UPS的工作流程是先AC-DC（整流），然后DC-AC（逆变）。

16、UPS按输出波形，可分为输出波形为正弦波的UPS和输出波形为方波的UPS。

17、多机冗余运行方式根据工作方式不同，又可分为热备份冗余供电方式和并机冗余方式。

18、交流不间断电源系统一般由整流充电器(整流器) 、逆变器、旁路开关和蓄电池等组成。

19、UPS主机的安装应尽量缩短与电池柜和负载设备的距离，不能兼顾时，应尽量缩短与电池柜的距离。

20、中型、大型UPS的交流输入和输出线路应采用三相五线线制供电方式，且零线线径不得__小___于各相线线径的1.5倍。

UPS电源输出端增加隔离变压器作用及UPS电源主机增加隔离变压器后的变化UPS电源输出端增加隔离变压器作用隔离变压器是利用电磁感应原理，对配电或信号进行电气隔离的装置。

隔离变压器在UPS电源中通常被设计在逆变器的输出端，可以起到增加UPS性能改良负载端供电质量的作用。

通常UPS的输出隔离变压器有以下4大优点：(1)降低零地电压，优化UPS末端供电网络UPS的逆变输出装隔离变压器可以隔离输入和输出之间的电气连接，从而有效降低输出的零地电压。

由于隔离变压器的副边绕组采用Y型接法，中性点接地后产生新的零线，从而达到降低零地电压的目的。

事实上，HP，IBM，SUN的小型机因为要保证精密的计算能力和高可靠的数据处理传输能力，都会对零地电压有极高的要求，加装隔离变压器可以彻底解决因为零地电压偏高技术人员无法调试的问题。

(2)滤除负载端谐波，提高供电质量隔离变压器本身具有电感特性，输出隔离变压器可以滤除负载端由的大量低次谐波、减少高频干扰，并可以使高次谐波大幅度衰减。

采用电源隔离变压器，可以有效抑制窜入交流电源中的噪声干扰，消除干扰，提高设备的电磁兼容性。

(3)增强过载短路保护能力，隔离安全负载由于其自身的特性，隔离变压器是UPS中工作最为稳定的器件。

UPS在正常工作过程中，如果遇到大的短路电流，变压器会产生反向电动势，延缓短路电流对负载以及逆变器的冲击破坏，达到保护负载与UPS主机的作用。

(4)“通交流阻直流”，UPS故障时保护负载现在的UPS电源，AC/DC变换部分采用高频设计化，提高了UPS 的输入功率因数(0.98以上)及输入电压范围，DC/AC逆变部分高频化减少了输出滤波电感的体积，功率密度大。

由于无输出隔离变压器，一旦逆变器桥臂的IGBT被击穿短路，BUS母线高直流电压将加到负载上，将危及负载的安全。

输出隔离变压器具有“通交流阻直流”的能力，可以解决此类问题，保障了UPS发生故障时负载能够安全运行。

隔离变压器的性能及其在UPS供电系统中的作用
这里讲的隔离变压器指的是工作在5OHz频率下的工频变压器，在UPS 供电系统中，隔离变压器是一个主要部件。

视UPS电路结构的不同和供电系统环境的差别，隔离变压器的功能和设置方法也不尽相同，所以并不能一概而论地在UPS供电系统中都配置隔离变压器。

我们首先要了解隔离变压器的功能以及它在WS供电系统中的作用，然后才能决定在什幺情况下不用隔离变压器、什幺情况下必须配置隔离变压器隔离变压器在UPS供电系统中的功能在UPS供电系统中之所以耍配置隔离变压器，有些是皿S设备本身要求的，变压器是哑心路的一个重要的组成部分;有的是为了改善系统供电质量而设置的;还有的是为了电网与负载设备要求的电压置式之间的匹配而设置的。

 (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。

 (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，。

工频机UPS输出变压器在电路中的作用一、前言根据历史的发展规律，当前正值高频机型UPS替代工频机型UPS的过渡时期，在这个时期，以前一直不被人们注意的输出变压器现在竟成了“抢手货”。

主要原因是：据说这个变压器可以抗干扰。

所以不但工频机型UPS的这个变压器稳固了抗干扰功能，就是已经取消了这个变压器的高频机型UPS也必须在输出端再给加上去。

这样一来，在人们的印象中就好像高频机型UPS取消变压器的做法是瞎耽误工夫，反而成了技术落后的产品。

可见宣传的“魅力”有多大!难怪一些用户对没有输出变压器的高频机型UPS 抱有怀疑态度：变压器没了就不抗干扰了!如果上述的宣传是真理，那么高频机型UPS就真地没有立锥之地了。

可惜的是UPS 输出变压器可以抗干扰”说法是“无的放矢”!为了说明这个问题，先解决以下几个问题：输出变压器抗干扰的目的是什么?UPS输出变压器抗的是什么干扰?UPS输出变压器在电路中是否有干扰可抗?这几个问题搞清楚了，结论也就出来了。

二、UPS输出变压器抗干扰的目的是什么?这个问题很好回答，抗干扰的目的就是为了保护设备和电路不受损害。

图1示出了两种图1 UPS供电原理方框图UPS供电系统原理方框图。

因为这里谈的是输出变压器，所以不涉及整流器。

从图1(a)中可以看出，变压器抗干扰的目的就是为了保护前面的逆变器和后面的负载电路。

就是说这个变压器可以防止逆变器出来的干扰去损害负载电路，或者是负载出来的干扰去损害逆变器。

除此二者外没有第三。

首先说明，不论是高频机型UPS，还是工频机型UPS，在相同规格的情况下，此二者的逆变器是一样的，负载也是一样的。

既然工频机型UPS的逆变器需要保护，那么按照变压器宣传者的理论，高频机型UPS的逆变器因没有变压器隔离，就不受保护，就应该受到负载干扰的损害，即应该频繁地损坏。

而实践证明逆变器并未损坏，而且还一直工作很好。

比如某品牌高频机型UPS在近三年间装机从250kVA到600kVA近300台无一逆变器损坏的例子，这在工频机型UPS中也是罕见的。

小议UPS设置隔离变压器（3）
三相输入三相输出的UPS输出中性线需要功能性接地
三相电源输入/三相输出的UPS一般容量都较大，但其供电对象为计算机、DCS、BAS、安防、电信、控制电源等系统时，都是单相负荷，按照现行国家标准要求UPS的三相负荷应平衡分配，实际上很难做到，三相不平衡是必然的。

由于三相负荷的不平衡，且负荷不可能一直不变及负荷同期运行的不同，导致UPS电源的中性点漂移。

虽然有的UPS允许三相负荷100%不平衡情况下运行，即一相负荷为0，其它相负荷为100%时正常运行，这是UPS 设备本身具有的功能，但UPS容量的选择不是这样的，是按UPS最大负荷相的数值乘以3作为其需要的容量。