一種用隔離變壓器降低UPS輸出零地電壓的方法

解決零線對(duì)地高電壓現(xiàn)象的SD系列電源隔離變壓器

零地電壓很高怎么解決？為了使負(fù)載能夠正常的通電工作，我們可以采取降低所輸出的零電壓的方法。具體做法是把總的隔離變壓器增加在UPS的后端，將隔離變壓器的輸入端和輸出端之間進(jìn)行電氣連接，將變壓器的副邊進(jìn)行零地短接，這是一種降低零電壓很有效的方法。詳情聯(lián)系臺(tái)州力威客服。

本文關(guān)鍵詞:隔離變壓器;UPS;零地電壓

用戶在使用安裝一些負(fù)載時(shí)，比如HP小型機(jī)或IBM服務(wù)器等一些負(fù)載，用戶一般對(duì)UPS輸出的零地電壓有比較高的要求，通常情況下要求輸出的零地電壓要小于1V。但在實(shí)際工作中，在安裝或者調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，就是在UPS未開(kāi)機(jī)時(shí)，輸出的零地電壓還能達(dá)到要求，但是在開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)，就出現(xiàn)了零地電壓超出所要求的范圍。

本文就這個(gè)問(wèn)題分析了用SD隔離變壓來(lái)降低UPS輸出零地電壓的方法。

零地電壓產(chǎn)生的機(jī)理分析

在導(dǎo)線之間存在著一定的耦合電容和電感，在零線和地線的地方，高次諧波將會(huì)產(chǎn)生一定的高頻電流，這樣的情況下也有可能將零地電壓升高。

在SPWM調(diào)制脈沖的正調(diào)控下，正SPWM交變電流在調(diào)制頻率為15-20kHz的條件下將會(huì)形成高頻交變電流通道，此通道將會(huì)沿著電解電容C3的正極到S3功率管，然后通過(guò)高頻濾波電感L1到高頻濾波的電容C1，然后到UPS內(nèi)部零線，最終到達(dá)電解電容C3形成一條負(fù)極高頻交變電流的通道。

與以上情況類似，當(dāng)負(fù)SPWM交變電流在調(diào)制頻率為15-20kHz的條件下將會(huì)形成負(fù)極高頻交變電流通道，此通道將會(huì)沿著電解電容C4的正極到UPS內(nèi)部零線，S3功率管，然后通過(guò)S4功率管到高頻濾波的電感L1，最終到達(dá)電解電容C4負(fù)極形成一條負(fù)極高頻交變電流的通道。

在這種高頻交變電流作用的情況下，在UPS的輸出端會(huì)輸出零線對(duì)地線電位輸出波形，這種波形是一種帶高頻尖峰干擾型并且幅度偏大的零線對(duì)地線輸出的波形，這種波形就是我們討論的零地電壓。

零地電壓解決方法

通過(guò)以上對(duì)零地電壓的分析，我們可以從產(chǎn)生零地電壓的原理出發(fā)，找到解決零地電壓的方法。

經(jīng)過(guò)對(duì)產(chǎn)生零地電壓原理進(jìn)行分析，可以采取把總隔離變壓器加在UPS后端，將隔離變壓器的輸出端和輸入端進(jìn)行可靠的電氣連接，然后將隔離變壓器的副邊進(jìn)行零地短接，這樣的做法可以使零地電壓降低，并且可以保證負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這是一種非常有效降低零地電壓的方法。

隔離變壓器又被成為雙繞組式或者是感應(yīng)式變壓器，它是不同電源和電氣設(shè)備中的一個(gè)主要部件，它的特點(diǎn)是兩個(gè)繞組之間是隔離的，這樣就可以大大的衰減諧波的干擾。另外由于各繞組之間是隔離的，所以在同時(shí)觸及地和輸出部分的帶電體時(shí)，就可以避免觸電事故的發(fā)生。它是通過(guò)電磁感應(yīng)來(lái)傳送電功率的，另外隔離變壓器的輸出和輸入電壓可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在UPS輸出端增加隔離變壓器不僅可以使零地電壓降低，而且還有很多優(yōu)點(diǎn)，如以下幾點(diǎn):

⑴隔離變壓器傳輸工頻電能是通過(guò)初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的電磁耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間帶有靜電屏蔽層的緣故，可以使公用電網(wǎng)和負(fù)載之間實(shí)現(xiàn)完全隔離，這樣就使電網(wǎng)中的瞬變脈沖等信號(hào)減少了對(duì)系統(tǒng)的干擾。

(2)UPS后端如果裝有隔離變壓器，直流成分就不會(huì)出現(xiàn)在負(fù)載側(cè)，這樣就可以有效的保護(hù)計(jì)算機(jī)，另外網(wǎng)絡(luò)或者是通訊設(shè)備的開(kāi)關(guān)電源就不會(huì)受到直流電流的破壞。在非線性負(fù)載狀態(tài)下，也展現(xiàn)出來(lái)其優(yōu)點(diǎn)，防止了非線性負(fù)載電流的畸變，這樣就可以使交流電源正常工作，并且不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，這樣就大大提高了UPS的負(fù)載能力，并且是電網(wǎng)得到了凈化，而且負(fù)載的兼容性也比較好。

(3)在設(shè)計(jì)靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路上也有大大的優(yōu)點(diǎn)，可以使靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)真正的零中斷運(yùn)轉(zhuǎn)在輸出端設(shè)置隔離變壓器，可以讓電流隔離，然后再此基礎(chǔ)上設(shè)置靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路，在這種條件下，可以使在任何狀態(tài)下轉(zhuǎn)換都可以達(dá)到無(wú)中斷的輸出電壓，這種做法就真正意義上實(shí)現(xiàn)了零中斷運(yùn)轉(zhuǎn)，使負(fù)載可以在安全的條件下進(jìn)行工作。

(4)如果在隔離變壓器的輸入端進(jìn)行采樣，那么在非線性負(fù)載電流畸變的情況下，也可以得到準(zhǔn)確的采樣，從而可以得到與實(shí)際情況反應(yīng)情況一樣的控制信號(hào)。

(5)在負(fù)載不平衡時(shí)，穩(wěn)壓電源也不會(huì)受到負(fù)載不平衡的影響，仍然可以正常工作。(6)另外還有去除三次諧波的優(yōu)點(diǎn)，使濾波具有抗干擾的功能。

做法注意事項(xiàng)

在進(jìn)行UPS后端加入隔離變壓器時(shí)，要注意不可以把負(fù)載零線與電網(wǎng)零線相接，并在此基礎(chǔ)上接地排的接地一定要按照接地規(guī)范的要求來(lái)連接，如果不按照接地規(guī)范的要求去接地,就會(huì)使系統(tǒng)不可靠，從而使設(shè)備造到損壞，所以只有在滿足機(jī)房接地規(guī)范的基礎(chǔ)上，才能保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，若連接方式都按照以上所訴來(lái)連接，那么UPS供電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)不會(huì)造成任何負(fù)面影響。

在UPS后端加入總隔離變壓器后可以有效的解決在負(fù)載側(cè)零地電壓的問(wèn)題，實(shí)際測(cè)量了一下在UPS后端有隔離變壓器和無(wú)變壓器的一些數(shù)據(jù)，實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)是在帶有隔離變壓器的零地電壓幅值是0.4V，不帶隔離變壓器的是3.2V，在帶有隔離變壓器的零地電壓波形是無(wú)失真的50Hz的正弦波，相反情況下是帶高頻尖峰的正弦波，在帶有隔離變壓器的零地電壓內(nèi)阻特性是高內(nèi)阻型的電源，相反情況下是低內(nèi)阻型的電源，從實(shí)際測(cè)量結(jié)果中可知，在UPS后端增加總的隔離變壓器的好處。