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地山电力—节能型不间断电源厂家：
UPS不间断电源三种输出输入的形式和应用
从构造上说，UPS电源主要可以由蓄电池、逆变器、整流器、旁路开关等几个主要的部分组成，每个部分的作用原理各不相同，本文将详细分析UPS电源组成及各组成部分的原理作用分析。
当前市场上UPS不间断电源的所有牌品就其输出输入的形式来说，大概可以分为三种：单进单出，三进单出和三进三出。
上面所说三种输出输入形式的选择主要由其所需负载的容量大小来决定，单进单出的UPS不间断电源从1KVA~15KVA；三进单出的是从10KVA~20KVA；三进三出的则是从10KVA~500KVA。所以，选择输出输入的形式是需要根据UPS不间断电源容量的不同以及现场所需要的设备大小来配置的。输入主要取决设备三相电的平衡影响程度，而输出则要UPS不间断电源输出线径和功率的容量，一般情况下每个单相输出应在5KVA以上来保证有效负载，也可以考虑三相负载对输出的要求才用相应的单相输出容量。
2、逆变器
一、单进单出：
如果负载比较小的话，单进的UPS电源安装在如何一相入户市电上都不会对入户市电的三相平衡造成问题和麻烦，负载容量小，则UPS电源采用单相输出，其电流值不大，可以使用单相逆变器设计，大功率UPS不间断电源，所以在15KVA以下的UPS电源大多是使用单进单出。
3、旁路开关
二、三进单出
在容量比较大的时候，例如10KVA的负载，如果只是挂在某一个单相输入电上面，就会对现场的输入电配稳定造成影响，而要是使用三相输入，其会自动的平均分配电流，从而有效的解决电流平衡问题。但是当UPS电源的容量大于20KVA的时候，其旁路输入需要比较大的单相电流，UPS电源正常工作是旁路是不会工作的，即使不合理的布线及开关选择也不会显现出来，而一旦UPS电源旁路开始工作，则整个UPS电源的负载会转移到旁路输入回路上面，使供电系统严重不平衡。严重时会造成跳闸。所以UPS不间断电源的三进单出形式10KVA~20KVA才是合理的。
某些用户考虑采用大容量三/单UPS不间断电源时，其追求的有利方面主要是提高UPS电源的输出利用率，避免因输出负载分配问题造成的输出单相过载（总容量小于UPS电源总容量时）。或由于现场电力线布线为单相等特殊因素决定。此时，为避免单相逆变器UPS在单相旁路输入及单相逆变器容量不足等方面的局限性，普遍采取另外一种三相输入/单相输出方案。采用三相输入/三相输出UPS电源配合输出三/单变压器的方式。在UPS电源输出侧配置三/单隔离变压器选件，一方面满足旁路输入为均衡的三相输入要求，另外一方面缓解逆变器的电流压力。此外，还满足某些场合的输出隔离要求。在采用三进/单出隔离变压器时，有以下几点需要注意的地方：
1）静态旁路开关。静态开关为无触点开关，由晶闸管开关器件构成。所谓电子式静态转换开关，是将一对反向并联的快速晶闸管连接起来作为UPS不间断电源在执行由市电旁路供电至逆变器供电切换操作时的元件，UPS不间断电源，由于快速晶闸管的接通时间为微秒级，同小型继电器毫秒级的转换时间相比，它只是小型继电器的千分之一左右。因此，依靠这种先进技术，可以对负载实现转换时间为零的不间断供电。正常工作时，只有逆变器供电回路或交流旁路电源回路之中的一路电源向负载供电。只有当UPS电源需要执行由交流旁路电源供电至逆变器供电切换操作时，才会出现短暂的(约几毫秒~几十毫秒)两路交流电源在时间上重叠向负载供电的情况。静态开关可以将转换时间缩短到毫秒以下，甚至100μs以内，但损耗较大。
1）三相进/单相输出的变压器的输出容量是输入容量的2/3
若达到输出规定容量的要求，需要采用的三进/三出UPS电源容量至少应为系统单相输出容量的1.5倍。否则变压器单相输出容量将小于系统要求的输出容量。三进/单出变压器运行原理如下：
三相输入/单相输出变压器的原形原理图如左，原边采用星型三相输入结构，付边采用两相同相叠加一相反相叠加合成单相输出的结构。原边的A相B相C相输出功率折算到付边，得到互差120度的付边a相b相c相线圈功率，其中a，b两相同名端正相叠加得到的合成幅值与单相线圈功率幅值相等且方向与c相相反的矢量，再与c同名端反相叠加后生成2倍于单相功率的总输出功率值。即单相输出为三相输入功率的2/3。
2）三单变压器的工艺要求较高，因此建议采用原装进口产品，尤其是同一厂家出品的配套选件为好。
原厂出品的三/单隔离变压器选件与UPS不间断电源主机配合，可构成高性能、高可靠性的三/单电源方案，UPS不间断电源方案，若考虑今后现场可能的并联增容要求，在初次采购及安装时，应注意采用2倍以上容量的输出隔离变压器，以免在今后增容过程中因输出变压器容量不够造成的更换浪费。
三、三相输入/三相输出形式：
随着负载容量的增大，在输入三相形式的基础上，输出也采用三相形式，使每个单相输出的电流不至过大。在某些特殊场合，也使用容量较小的三相输出形式UPS电源，主要是小容量三相负载而设计的。在购买三相输出形式的UPS电源时，应考虑UPS电源的不平衡带载能力，通常应选购具有100.%不平衡带载能力的UPS不间断电源。UPS电源不同的逆变器结构决定了其输出不平衡带载能力，目前采用三相独立逆变桥结构的UPS电源具有更加出色的不平衡带载能力。由于独立逆变桥结构避免了传统三相桥+r/Y变压器结构造成的每相间互相影响的格局，彻底成为各自独立输出的3个220V输出逆变器。因此，具有更加稳定的不平衡带载能力。
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后备式UPS不间断电源
后备式UPS不间断电源是在市电电压、频率不超过设计范围时，直接用市电向负载供电，在市电电压、频率超过设计范围时，采用逆变器供电，一般输出电压范围为220V±10%或220V±15%。后备式UPS不间断电源直接把输入线和输出线相连。当主电源输出故障时切换成蓄电池供电，在线路电压降到停机临界点时才进行电源保护。这种输入和输出直接相连结构意味着不能对峰值电压和噪声提供根本上的保护。一些后备式UPS不间断电源制造商还增加了电涌抑制和线路调节电路。仅当在市电事故期间转换到蓄电池供电。后备式UPS不间断电源由一组蓄电池、AC/DC、电压检测回路和转换开关组成。
后备式UPS不间断电源原理图
后备式UPS不间断电源的工作原理是：当市电正常供电时，市电经滤波回路及突破吸收回路过滤杂波后，直接供应电力给负载，与此同时有一回路经充电回路对蓄电池组充电。此时若市电的电压不稳定，则输出电压和市电一样不稳定；此时若市电发生异常，则转换开关切换到逆变器，由逆变器提供稳定的电力供应负载。后备式UPS不间断电源因存在转换时间，对于某些设备会造成停机，并且大部分后备式UPS电源产品的输出波形皆为阶梯波。
（1）当市电供电正常（市电电压处于175~264V之间）时 首先经由低通滤波器对来自电网的高频干扰进行适当的衰减抑制后，分两路去控制后级电路的正常运行；
1）经充电器对位于UPS内部的蓄电池组进行充电，以备市电中断时有能量继续支持UPS不间断电源的正常运行；
2）经位于交流旁路通道上的“变压器抽头式稳压电源”对起伏变动较大的市电电压进行稳压处理，使电压稳定度达到220[1±（4~10）%]V，然后，在UPS不间断电源逻辑控制电路的作用下，经稳压处理的市电电源经转换开关向负载供电（转换开关一般由小型快速继电器或接触器构成，转换时间为2~4ms）；
3）逆变器处于启动空载运行状态，不向外输出能量。
（2）当市电供电不正常（市电电压低于175V或高于264V）时 在UPS不间断电源逻辑控制电路的作用下，UPS将按下述方式运行：
1）充电器停止工作；
2）转换开关在切断交流旁路供电通道的同时，将负载与逆变器输出端连接起来，从而实现由市电供电向逆变器供电的转换；
3）逆变器吸收蓄电池中存储的备用直流电，变换为50Hz/220V电压维持对负载的电能供应。根据负载的不同，你变其输出电压可以是正弦波，也可以是方波。
后备式UPS不间断电源的性能特点是：电路简单，成本低，可靠性高；当市电正常时，逆变器仅处于空载运行状态，整机效率可达98%因大多数时间为市电供电，UPS不间断电源输出能力强，对负载电流的波峰系数、浪涌系数、输出功率因数、过载等没有严格要求；输出电压稳定精度较差，电力专用电源，但能满足负载要求；输出有转换开关，市电供电中断时输出电能有段时间的间断，并且受切换电流能力和动作时间的限制，增大输出容量有一定的困难，因此，后备式正弦波输出UPS不间断电源容量通常在2KV?A以下，而后备式方波输出UPS不间断电源容量通常在1KV?A以下。
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