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三相电力UPS系统的设计

在电力系统中,为了保证对供电可靠性要求较高的重要设备能正常工作,发电厂、变电站均安装了电力UPS电源。电力系统中对UPS容量要求也越来越大。发电厂、变电站都有直流操作电源系统,为了充分利用直流操作系统中蓄电池所存储的能量,用于电力系统的UPS应该保证能够在直流220V/110V输入情况下输出所需交流电能,这就要求用于电力系统的UPS有很宽的电压输入范围,一般为100~300V。

通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

在电力系统中,通常要求交、直流供电系统能保证良好的隔离,因此要求UPS系统带输出隔离变压器。因为直流母线的220V输人入电压经SPWM逆变器后不能得到220V的交流输出,所以采用输出隔离工频变压器进行升压后再输出。

电力UPS电源设备是指不会因短暂停电中断、可以一直供应高品质电源、有效保护精密仪器的电源设备。

由于电力系统发电厂、变电站内向外发送电磁干扰的噪声源较多。由于电动机、继电器、输配电线等都可能会产生电磁干扰,所以要求用于电力系统的UPS具有很强的抗干抗能力。

它可以解决现有电力的断电、地电压、高电压、突波、杂讯等现象,使计算机系统运行更加安全可靠。

电力UPS电源

与一般电力专用UPS不同的是,用于电力系统的UPS内不再含有蓄电池,而是从直流母线输入220V/110V电压。主电路结构,输入接直流母线和三相四线380V市电,输出为稳压稳频的三相380正弦交流电,用于电力系统的三相UPS主电路包括:整流器、启动电路、三相逆变器、三相隔离变压器、静态开关和滤波器等。

整流器将三相交流市电转换为直流电压,启动电路对直流上电过程进行限流,防止启动过程的大电流冲击损坏器件;三相逆变器把直流输入变换为稳压、稳频的三相正弦交流输出;三相逆变器的输出经三相隔离变压器升压,并通过LC低通滤波器进行平滑滤波,滤频谐波,然后经静态开关接到输出。

在电力系统的运行过程中,不可避免地会出现故障。尽管故障出现的几率很小,持续的时间也不长,但产生的后果却往往十分严重。

三相隔离变压器有两个作用:一是升压,将三相逆变器输出的相电压由110V变换为220V,二是隔离,将逆变器与负载隔离,这可以对负载变化起到缓冲作用,也使负载上无直流分量:静态开关用以实现市电旁路输出和逆变器输出之间的切换;输入输出端的EMI滤波器用于抑制电磁干扰信号,具双向隔离作用。

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