運維人員崗位培訓-電源-(理論第6章)交流不間斷電源

第六章交流不間斷電源

2006年12月中國網(wǎng)通運維人員崗位培訓叢書－動力專業(yè)內部資料注意保密第六章交流不間斷電源第二節(jié)逆變器第一節(jié)UPS電源第六章交流不間斷電源第二節(jié)逆變器第一節(jié)UPS電源

第一節(jié)UPS電源

1.1UPS的分類對UPS的電路結構形式進行分類的方法很多，常見分類如下：按換能方式可分為：旋轉式、靜止式和動靜式。旋轉發(fā)電機式是一種把機械能變?yōu)殡娔艿难b置，其不間斷的方式有飛輪儲能式、液體勢能儲能式和電化學儲能式3種；靜止變換式是一種利用電子元器件的工作將化學能變?yōu)殡娔艿撵o止式換能方式；動靜結合式是一種將燃油發(fā)電機和電子電路混合應用的結構。第一節(jié)UPS電源

按輸出波形分為：方波（準正弦波）、階梯波和正弦波。按輸出電壓的相數(shù)可分為：單相和三相。按輸入輸出的方式可分為：單進單出、三進單出、三進三出。按不停電供電方式可分為：后備式、在線式和在線互動式。以上分類方法，有的反映了UPS技術發(fā)展的階段性，有的反映了技術實現(xiàn)的手段。當然，UPS各種分類方法也在一定程度上體現(xiàn)了UPS的不同性能和不同應用場合。

第一節(jié)UPS電源

1.2常用UPS結構形式及特點當前市場上普遍應用的主流產(chǎn)品是靜止變換型UPS，包括后備式，在線互動式和在線式。這里僅就這三種電路形式的UPS的電路結構、功能部件和性能特點進行扼要說明和比較。第一節(jié)UPS電源

2、性能特點：

(l)當市電正常時，效率高，可達98％以上。(2)當市電正常時，輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負載電流，UPS本身不產(chǎn)生附加輸入功率因數(shù)和諧波電流失真。

(3)當市電正常時，輸出能力強，對負載電流波峰系數(shù)、浪涌電流系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過載等都沒有嚴格的限制。

(4)當市電正常時，輸出電壓精度和穩(wěn)定度差，但能滿足一般負載的供電要求。

(5)市電掉電時，輸出有轉換時間，一般可做到4-10ms左右。

(6)當市電正常時，整機要靠附加濾波電路提高UPS雙向抗干擾功能。

(7)電路簡單、成本低、可靠性高。(8)輸出轉換開關受切換電流能力和動作時間的限制，UPS輸出功率做大有一定困難，一般多在2kVA以下。第一節(jié)UPS電源

1.2.2在線互動式圖1.2在線互動式結構框圖第一節(jié)UPS電源

1、部件功能：(1)輸入開關：市電正常時，開關導通；市電掉電時，開關自動斷開，防止逆變器向電網(wǎng)饋電。(2)智能調壓：市電正常時，可調節(jié)穩(wěn)定輸出電壓。(3)DC/AC雙向工作：此逆變器可雙向工作，當市電正常時，逆變方向是AC-DC，給電池充電并浮充；市電掉電后，逆變方向為DC-AC，由電池供電，保持UPS繼續(xù)向負載供電。第一節(jié)UPS電源

(5)輸出電壓精度和穩(wěn)定度小于在線式UPS，可以說是一個不穩(wěn)壓的市電電源直接接到了負載上，此時需要根據(jù)負載性質來選擇；(6)因為輸出開關存在斷開時間，所以UPS輸出仍有轉換時間，但比后備式的要短，一般在4-6ms左右。(7)電路更簡單、成本低、可靠性高。(8)逆變器同時有充電功能，省掉了后備式UPS的附加充電器，其充電能力要比附加充電器強得多，當要求長延時供電時，無須再增加機外充電設備。第一節(jié)UPS電源

1.2.3傳統(tǒng)雙變換在線式

圖1.3傳統(tǒng)雙變換在線式UPS的電路結構圖第一節(jié)UPS電源

1、功能部件●整流器：當市電存在時，實現(xiàn)AC/DC的轉換功能，一方面向DC/AC逆變器提供能量，同時還向蓄電池充電。由于整流電路把市電輸入電流變成脈沖波，輸入電流諧波成分大，造成輸入功率因數(shù)低，因此需要附加奇次諧波濾波器。在三相電路中，可增加一個輸入隔離變壓器，變壓器的次級有兩個匝數(shù)相同的繞組，一個采用三角形接法，另一個采用星型接法，將這兩組分別整流，再配以相應的濾波器，就構成了12脈沖整流。為了進一步提高輸入功率因數(shù)，減小對電網(wǎng)的污染，當前在中小功率的傳統(tǒng)雙變換UPS中，開始使用高頻整流（PFC）電路，可將輸入功率因數(shù)提高到0.99。第一節(jié)UPS電源

2、性能特點

（1）不管有無市電，負載的全部功率都由DC/AC逆變器提供；保證高質量的電源輸出。市電掉電時，輸出電壓不受任何影響，沒有轉換時間，具備典型的在線式UPS功能。（2）由于負載功率100％都由逆變器負擔，因而UPS的輸出能力不理想，對負載提出限制條件，如負載電流峰值因數(shù)、過載能力和輸出功率因數(shù)等。（3）輸入可控整流器使UPS輸入功率因數(shù)低，一般為0.7-0.8，無功損耗大，輸入電流諧波成分大于等于30%，對電網(wǎng)產(chǎn)生極大的污染。當然，若使用高頻整流技術（功率因數(shù)校正技術），可把輸入功率因數(shù)提高到接近1，輸入諧波電流也將降到5％以下；若在三相UPS中用12脈沖整流只能將輸入功率因數(shù)做到0.95，電流諧波成分降至10％左右，且成本高。（4）市電正常時，串聯(lián)的兩個變換器都承擔100％的負載功率，所以UPS整機效率低。第一節(jié)UPS電源

1.2.4Delta變換在線式圖1.4Delta變換在線式UPS的電路結構框圖第一節(jié)UPS電源

l．功能部件

（1）Delta變換器：它是DC/ACC和AC/DC雙向變換器，工作頻率10-15kHz。輸出變壓器次級串聯(lián)在UPS主電路中。Delta變換器對UPS輸入電流進行功率因數(shù)補償。它本身等效為一個典型的功率因數(shù)補償電路（PFC），可有效地抑制輸出電流諧波成分傳輸至輸入端，在輸入電壓和輸出電流變化的整個范圍內，使輸入電流為一個與輸入電壓完全相同的正弦波，輸入功率因數(shù)為0.99，輸入電流的諧波成分在3％左右。Delta變換器與主逆變器一起共同完成對輸入電壓的補償，當輸入電壓高于輸出電壓的額定值時，Delta變換器從主電路吸收功率，反極性補償輸入、輸出電壓的差值；當輸入電壓低于輸出電壓額定值時，Delta變換器向主電路輸出功率，正極性補償輸入、輸出電壓的差值。第一節(jié)UPS電源

（2）主逆變器：它也是AC/DC和DC/AC雙向變換器。它與Delta變換器一起完成對輸入電壓差值的補償。當Delta變換器對輸入電壓做正補償需要向主電路輸出功率時，主逆變器由UPS輸入端吸收同等的功率傳送到Dclta變換器；當Delta變換器對輸入電壓做負補償而從主電路吸收功率時，主逆變器將Delta變換器吸收的功率以電流的形式傳送給UPS的輸出端。

主逆變器與Delta變換器一起完成對電池的充電功能。當Delta變換器感知電池需要充電時，由主逆變器從UPS輸入端吸收功率做AC/DC變換后給電池充電。第一節(jié)UPS電源

主逆變器是一個電壓源，與負載并聯(lián)，隨時監(jiān)測輸出電壓，并與Delta變換器一起完成對輸出電壓的穩(wěn)定功能，保證UPS向負載提供純凈穩(wěn)定的正弦波電源。對負載電流的無功和諧波成分進行補償，保證實現(xiàn)Delta變換器對輸入電流的功率因數(shù)校正功能，使輸入電流為與輸入電壓完全相同的正弦波。市電掉電時，UPS全部輸出功率由主逆變器電池逆變給出，保證輸出電壓不間斷，切換時間為零。

第一節(jié)UPS電源

（3）靜態(tài)旁路轉換開關；當UPS輸出負載過載或逆變器故障等時，UPS由市電逆變輸出轉為由靜態(tài)旁路開關直接輸出。由于輸入、輸出電壓不存在頻差和相差，所以轉旁路供電的切換時間接近于零。

（4）主電路靜態(tài)開關：當UPS正常工作時，主電路靜態(tài)開關接通；當市電掉電時，主電路靜態(tài)開關關斷，以防止主逆變器向電網(wǎng)反饋電流。主電路靜態(tài)開關由兩支單向可控硅反向并聯(lián)組成，并按輸入電壓波形的正、負半周分別控制導通，再加上輸入電流與輸入電壓不存在相位差，所以主電路靜態(tài)開關工作安全可靠。

第一節(jié)UPS電源

Delta變換器等效為一個典型的正弦波電流源，具有理想的雙向抗干擾功能，使輸入電流是一個與輸入電壓完全相同的正弦波，輸入功率因數(shù)為0.99，輸入電流諧波成分降到3%,消除了UPS對電網(wǎng)的污染。市電正常時，由于兩個變換器的功率強度只為輸出功率的20％左右，整機效率高達96%以上，變換器功率器件損耗小，可靠性必然大幅度的提高。因為消除了對電網(wǎng)的污染，對電網(wǎng)而言，UPS相當一個理想的電阻性負載，輸入無功功率接近于零，因而有明顯的節(jié)能和降低供電系統(tǒng)容量配置的效果。第一節(jié)UPS電源

1.3UPS電源的組成UPS電源主要由7部分組成，即輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、蓄電池組、充電電路、逆變器電路、靜態(tài)開關電路、控制監(jiān)測顯示及保護電路。

（一）輸入整流濾波電路UPS電源內部蓄電池、逆變器及控制電路均需要直流電，這就要求UPS電源內部必須有整流及濾波電路。整流電路的主要功能是：1、將交流電變換為直流電；2、具有輸出電壓保持能力；3、抑制電網(wǎng)的干擾信號。第一節(jié)UPS電源

（六）靜態(tài)開關電路靜態(tài)開關是UPS的保護設備和供電轉換器件，它一方面保護UPS和負載，另一方面作為市電旁路供電和逆變器供電的轉換器件。當UPS輸出過載時，為了保護逆變器，通過靜態(tài)開關將輸出由逆變器切換到市電；當逆變器出現(xiàn)故障時，為了保證負載不斷電，通過靜態(tài)開關將輸出切換到市電。小型UPS一般采用快速繼電器作為靜態(tài)開關，大中型UPS則采用一對反向并聯(lián)的快速可控硅作為靜態(tài)開關。

（七）控制、監(jiān)測、顯示及保護電路控制是UPS電源的神經(jīng)中樞，其輸出電壓精度高低、波形失真度大小以及可靠性的高低均與控制電路密切相關。控制電路主要有PWM產(chǎn)生電路、閉環(huán)調壓電路、同步鎖相電路等。為了使UPS電源可靠工作，它應具有較為完善的保護電路，一般的UPS電源都具有電池電壓過低自動保護電路、逆變器輸出過載或短路自動保護電路、逆變器過壓輸出自動保護電路、市電輸入電壓過高自動保護電路和UPS電源延遲啟動自動保護電路等保護電路。為了隨時掌握和了解UPS工作狀態(tài)和運行情況，UPS電源一般還設有監(jiān)測電路、顯示電路及告警電路。第一節(jié)UPS電源

1.4靜態(tài)在線式UPS的原理靜態(tài)雙變換在線式UPS的工作原理如圖1.5所示圖1.5靜態(tài)雙變換在線式UPS電源工作原理圖

第一節(jié)UPS電源

在雙變換UPS中，正常工作時只能由逆變器輸出，如果出現(xiàn)自動轉到靜態(tài)旁路，逆變器輸出關斷的情況，那一定有下列情況之一作為觸發(fā)條件：(l)逆變器本身功率器件或控制部分出現(xiàn)故障；(2)逆變器自身保護，如功率放大管散熱器溫度超過90℃；(3)由于外部負載原因的過載、短路等造成的逆變器過流保護等；(4)為保護電池，當電池組欠壓時，關閉逆變器。第一節(jié)UPS電源

當負載側短路或過載消失后，UPS會重新切換回逆變器工作，當然此時控制器會記錄下這些狀態(tài)變化，作為故障的分析。當UPS需要維修時，此時仍然不能中斷對負載供電，那么就需要用到人工的維修旁路閉合，再斷開UPS的整流器和靜態(tài)旁路輸入開關。當檢修結束，只需按照操作順序依次閉合相應開關，切斷檢修旁路開關，UPS就會自檢重新恢復到逆變器工作狀態(tài)。第一節(jié)UPS電源

1.5UPS電源的主要技術要求1．電氣性能(見表1.1)

表1.1UPS電源電氣性能表序號指標項目技術要求備注IIIIII1輸入電壓可變范圍±25%±20%＋10%－15%

2輸入功率因數(shù)≥0.95≥0.90≥0.85

3輸入電流諧波成份＜5%＜15%＜25%規(guī)定3～39次THDA4輸入頻率50Hz±4%

5頻率跟蹤范圍50Hz±4%可調

6頻率跟蹤速率≤1Hz/s

第一節(jié)UPS電源

7輸出電壓穩(wěn)壓精度±1%±3%±5%

8輸出頻率(50±0.5)Hz電池逆變工作方式9輸出波形失真度≤2%≤3%≤5%線性負載10輸出電壓不平衡度≤5%

11運態(tài)電壓瞬變范圍±5%電池逆變工作方式12瞬變響應恢復時間≤20ms≤40ms≤60ms電池逆變工作方式13輸出電壓相位偏差≤3°平衡線性負載14市電電池切換時間0ms＜4ms＜4ms

15旁路逆變切換時間＜1ms＜4ms＜4ms逆變器故障切換時第一節(jié)UPS電源

16電源效率＞10kVA≥0.95≤10kVA≥0.90正常工作方式17輸出功率因數(shù)≤0.8

18輸出電流峰值系數(shù)≥3:1電池逆變工作方式19過載能力10min1min30s正常工作方式，過載125%20噪聲＜55dB(A)＜60dB(A)＜70dB(A)

21并機負載電流不均衡度≤5%對有并機功能的UPS第一節(jié)UPS電源

2.保護功能輸出短路保護：輸出負載短路時，UPS應立即自動關閉輸出，同時發(fā)出聲光告警。輸出過載保護：輸出負載超過UPS額定負載時，應發(fā)出聲光告警；超出過載能力時，應轉旁路供電。過溫度保護：UPS機內運行溫度過高時，發(fā)出聲光告警并自動轉為旁路供電。電池電壓低保護：當UPS在電池逆變工作方式時，電池電壓降至保護點時發(fā)出聲光告警，停止供電。輸出過欠壓保護：UPS輸出電壓超過設定過、欠電壓值時，發(fā)出聲光告警并轉為旁路供電?？估讚衾擞磕芰Γ篣PS應具有防雷裝置，能承受模擬雷擊電壓波形10/700，幅值為5kV的沖擊5次，模擬雷擊電流波形8/20，幅值為20kA的沖擊5次，每次沖擊間隔為1min，設備仍能正常工作。第一節(jié)UPS電源

3.遙測、遙信性能UPS應具備RS232或RS485/422標準通信接口，并提供與通信接口配套使用的通信線纜和各種告警信號輸出端子。4.電池組智能管理功能UPS應具有定期對電池組進行自動浮充、均充轉換，電池組自動溫度補償及電池組放電記錄功能。5.外殼防護要求UPS保護接地裝置與金屬外殼的接地螺釘間應具有可靠的電氣連接，其連接電阻應不大于0.1Ω。第一節(jié)UPS電源

6.安全要求絕緣電阻：UPS的輸入端、輸出端對地施加500V直流電壓時，絕緣電阻應大于2MΩ。絕緣強度：UPS的輸入端、輸出端對地應能承受50Hz、2000V的交流電壓1min，漏電流應小于10mA；或2800V直流電壓1min，漏電流應小于1mA，無擊穿，無飛弧。對地漏電流：UPS機殼對地的漏電流應不大于3.5mA。7.可靠性要求UPS設備在正常使用環(huán)境條件下，平均無故障間隔時間MTBF應不小于100000h(不含蓄電池)。第一節(jié)UPS電源

1.6UPS的并機冗余運行方式在通信局（站）中，通信設備是不允許停電的，為了提高UPS系統(tǒng)的可靠性、便于UPS系統(tǒng)的擴容和定期檢修維護，常采用并機冗余運行方式。第一節(jié)UPS電源

圖1.6由兩臺UPS電源構成的雙機串聯(lián)備用方式的冗余供電系統(tǒng)1.6.1雙機串聯(lián)備用方式雙機串聯(lián)備用方式，又稱主從機串聯(lián)熱備份方式或旁路并聯(lián)方式。第一節(jié)UPS電源

用于雙機串聯(lián)熱備份使用中的兩臺UPS電源的交流輸入必須來自同一相交流市電，這樣才能使UPS主機正常工作，而且確保UPS主機在同頻率、同相位條件下進行旁路切換。UPS主機逆變器的靜態(tài)開關是影響串聯(lián)熱備份供電系統(tǒng)可靠性的重要部分，此靜態(tài)開關一旦發(fā)生故障，則主、備用UPS電源均無法為負載供電。第一節(jié)UPS電源

1.6.21+1型直接并聯(lián)圖1.71+1型直接并聯(lián)方式第一節(jié)UPS電源

1.6.3多機直接并聯(lián)圖1.8多機直接并機方式第一節(jié)UPS電源

1.6.4并機柜方式圖1.9并機柜方式第一節(jié)UPS電源

1.6.5主從并聯(lián)熱備份方式圖1.10帶有自動轉換柜的并聯(lián)熱備份系統(tǒng)第一節(jié)UPS電源

1.7雙母線UPS供電系統(tǒng)目前，通信設備通常采用N+1并聯(lián)冗余的交流不間斷供電系統(tǒng)，系統(tǒng)可靠性較高，但是距離通信設備100%的高可用度要求還有一定差距。雙總線UPS供電系統(tǒng)的出現(xiàn)和應用，給通信設備提供了一個較為滿意的解決方案。雙母線UPS供電系統(tǒng)的結構通常有兩種形式，一種是具有負載切換開關加負載同步控制器的雙母線UPS供電系統(tǒng)，另一種是完全獨立的雙母線UPS供電系統(tǒng)。第一節(jié)UPS電源

1.7.1具有負載切換開關加負載同步控制器的雙母線UPS供電系統(tǒng)圖1.11具有負載自動切換開關＋負載同步控制器的雙母線UPS供電系統(tǒng)第一節(jié)UPS電源

（1）雙母線輸入供電系統(tǒng)正常工作時，兩路穩(wěn)定可靠的市電電源一、二分別作為UPS2＋1并聯(lián)冗余系統(tǒng)一和系統(tǒng)二的主用市電電源；同時，市電電源一、二分別擔負著UPS2＋1并聯(lián)冗余系統(tǒng)二和系統(tǒng)一備用市電電源的任務。在運行中，如果主用市電電源停電，ATS就會按照“先斷后通”的工作方式將備用市電電源送到該套UPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)的輸入開關柜上。油機電源在兩路市電均停電時作為后備電源使用。顯然，通過這種雙母線輸入方式，兩套UPS2＋1并聯(lián)冗余系統(tǒng)的交流輸入電源相互獨立、互不干擾，確保了UPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)不會因為輸入電源長時間停電，而導致UPS電池電壓過低而自動關機。第一節(jié)UPS電源

（2）兩套互為備用的UPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)兩套UPS互為備用，任何一套UPS的設計容量均滿足所有負載供電需求。正常工作時，兩套2＋1并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)同時帶負載運行，當其中一套系統(tǒng)故障或需要停電檢修時，由另外一套系統(tǒng)向所有負載供電，保證供電的不間斷。兩套UPS由負載同步控制器調控，使得兩套UPS系統(tǒng)的輸出一直處于同步跟蹤狀態(tài)，即電壓、頻率和相位基本相同，只有這樣，在負載自動切換開關切換時才能夠真正保障對負載不間斷安全供電。第一節(jié)UPS電源

（3）負載自動切換開關＋負載同步控制器負載自動切換開關（LTS）的基本功能就是完成兩路電源切換的不間斷。負載自動切換開關必須將執(zhí)行先斷后合的操作時間控制在20ms以內，同時還應解決好負載自動切換開關本身的單點故障問題。負載同步控制器的功能就是控制兩套2＋1并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)的輸出一直保持在同步跟蹤狀態(tài)之中，既可以實現(xiàn)兩套相同UPS系統(tǒng)間的控制，又可實現(xiàn)不同型號、廠家、新舊程度的兩套UPS間的控制。第一節(jié)UPS電源

（4）雙母線輸出供電系統(tǒng)按照負載輸入電源的要求不同，可以將負載大致分為4類，即單電源負載、雙電源負載、三電源負載和四電源負載。單電源負載只有一個電源輸入模塊，經(jīng)模塊內部電路將220V交流電源轉換為±12V或±5V等電壓等級的直流電源使用，一旦該路電源斷電，設備將無法工作；雙電源負載有兩個電源輸入模塊，即使一路電源停電，另外一路電源也能夠支撐負載繼續(xù)工作；三電源負載和四電源負載在至少有兩路電源供電的情況下，才能夠正常工作。第一節(jié)UPS電源

對于不同類型的負載，雙母線輸出采取以下不同形式：ａ）對單電源輸入負載：來自不同系統(tǒng)的兩路電源經(jīng)靜態(tài)轉換開關送到交流配電頭柜供負載用電。ｂ）對雙電源輸入負載：從不同系統(tǒng)精密配電柜兩個輸出分路直接引接。ｃ）對三電源輸入負載：從不同系統(tǒng)精密配電柜兩個輸出分路直接引接兩路電源輸入，第三路輸入電源從兩套獨立UPS系統(tǒng)輸出后再經(jīng)過靜態(tài)轉換開關送至精密配電柜上的輸出分路引入。ｄ）對四電源輸入負載：從不同系統(tǒng)的不同精密配電柜引接四路電源輸入，這樣，就可以保證至少兩路獨立電源引入。第一節(jié)UPS電源

1.7.2完全獨立的雙總線UPS供電系統(tǒng)圖1.12完全獨立的雙母線UPS供電系統(tǒng)第一節(jié)UPS電源

1.8UPS的配置參考采用交流不間斷電源時，其容量應按最大負荷功率確定。UPS系統(tǒng)的冗余配置，應根據(jù)通信負荷的重要性確定。配置應考慮以下方面：

1.UPS電源的類型2.負載容量、負載功率因數(shù)和UPS的波峰因數(shù)3.電池后備時間第一節(jié)UPS電源

為UPS電源配置蓄電池通常有三種方法：（1）理論算法（參見直流供電系統(tǒng)的電池配置）（2）特征曲線法特征曲線法即利用電池廠家提供的“蓄電池放電特征曲線”。首先計算蓄電池的最大放電電流：其中：S——UPS的標稱輸出功率；cosφ——負載的功率因數(shù)，一般取為0.8；η——逆變器的效率，一般也取為0.8；Ei

——蓄電池放電終了電壓。第一節(jié)UPS電源

根據(jù)所要求蓄電池后備供電時間，查蓄電池廠家提供的蓄電池放電特征曲線，可以得到蓄電池的放電速率再根據(jù)公式：

將電池組的實際放電電流用I最大代入，即可得到UPS電池所需配的蓄電池容量。第一節(jié)UPS電源

（3）恒功率恒功率法是利用蓄電池廠家提供的“恒功率放電數(shù)據(jù)表”來計算電池所需提供的總功率值。公式為式中：P電池――UPS電池組的總功率

η----逆變器的效率

PUPS

----UPS的標稱輸出功率

cosφ---負載的功率因數(shù)綜合以上三種方法，在實際配置UPS蓄電池時，一般先用第三種方法計算，再用第二種方法計算，比較這兩種方法得出的結果，最終確定一個合適的值。第一節(jié)UPS電源

4、集中與分散供電

如果有多臺負載需要UPS電源，那么是用一臺大功率UPS集中供電，還是由多臺小功率UPS分散供電？若負載比較集中，為便于管理，一般是用一臺大功率UPS電源集中供電；如果要增加可靠性，還可考慮用多臺UPS電源冗余并機供電；若負載比較分散，且各負載之間比較獨立，對供電質量要求較高，要互不干擾，此時可考慮用多臺小功率UPS電源分散供電。

第六章交流不間斷電源第二節(jié)逆變器

第一節(jié)UPS電源

第二節(jié)逆變器第二節(jié)逆變器將直流電能轉換成交流電能的過程稱為逆變，實現(xiàn)這一過程的變換器稱為逆變器。通信電源局（站）設備中的逆變器可分為兩類，一類是UPS電源中的逆變器，一類是通信逆變器。二者區(qū)別僅在于輸入、輸出電壓或頻率量值不同，UPS逆變器輸入直流電壓高，而通信逆變器輸入為-48V；UPS逆變器一般輸出為50Hz、單相220V或三相380V，而通信逆變器除上述輸出外，還有鈴流發(fā)生器輸出為25Hz、75V，且失真度要求也稍低。二者都是把由市電整流濾波后的直流或來自蓄電池的直流電，逆變成頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、波形失真小的交流電。第二節(jié)逆變器2.1逆變器的分類逆變器的種類繁多，可從以下幾個方面對逆變器進行分類：1.從換流方式分，可分為有負載換流式逆變器和自換流式逆變器。2.從輸出電能的去向分，可分為有源逆變器和無源逆變器。3.從直流電源分，可分為電壓型逆變器和電流型逆變器。4.從輸出電流的波形分，可分為正弦波逆變器和非正弦波逆變器。5.從變流器件分，可分為“半控型”和“全控型”兩類。在電信局（站）使用的逆變器，通常屬于自換流式、電壓型、正弦波、無源逆變器。變流器元件采用全控型。第二節(jié)逆變器2.2逆變器的主電路和工作原理

逆變器能將與之配套的蓄電池組直流電壓轉換成交流電壓，給使用交流電的通信設備供電。逆變器的種類很多，通信局（站）使用的逆變器，通常采用自換流式電壓型正弦波無源逆變器，變流元器件采用全控型IGBT，工作方式為PWM脈寬調制。第二節(jié)逆變器單相全橋逆變器主電路如圖2.1所示。圖2.1單相全橋逆變器主電路圖第二節(jié)逆變器2.3逆變器的主要性能與技術要求

1、輸入直流電源條件輸入直流電壓額定值及允許變化范圍：48V系統(tǒng)允許變化范圍為40~57V；24V系統(tǒng)允許變化范圍為19~29V；輸入直流電壓的諧波含量：逆變設備輸入直流電壓的諧波含量（方均根值）＜40mV。

2、輸入交流電源條件逆變設備可設有旁路供電裝置，向旁路裝置供電的交流電源應符合下列要求。a)交流電壓允許變化范圍為額定值80％~120％。b)交流電壓頻率額定值50Hz，允許偏差±5％。c)三相交流電壓的不對稱度≤10％。d)三相交流電壓的相位偏差≤5°電角度。3、交流輸出電壓額定值及穩(wěn)定精度。a)單相逆變設備交流輸出電壓額定值為220V，穩(wěn)定精度≤±5％。b)三相逆變設備交流輸出電壓額定值為380V，穩(wěn)定精度≤±5％。

4、交流輸出電壓的動態(tài)特性：當輸入電壓為額定值時，負載電流突變（25％←→50％←→75％的電流額定值）時，其輸出電壓變化≤±12％額定輸出電壓值，動態(tài)過程恢復時間≤60ms（輸出電壓恢復穩(wěn)定精度范圍內）。5、交流輸出電壓相對諧波含量：當輸入電壓與負載電流（電阻性負載）為額定值時，輸出電壓的最大相對諧波含量應≤6％。第二節(jié)逆變器第二節(jié)逆變器6、三相輸出電壓的不對稱度：當輸入電壓為額定值和具體產(chǎn)品技術條件規(guī)定的負載條件下，三相輸出電壓不對稱度≤5％。7、三相輸出電壓的相位偏差：當輸入電壓為額定值和具體產(chǎn)品技術條件規(guī)定的負載條件下，三相輸出電壓相位偏差≤5°電角度。8、輸出頻率的穩(wěn)定精度：當輸入電壓與負載電流（電阻性負載）在允許的變化的范圍內，輸出頻率的精度應≤±2％