山特UPS电源的输入输出形式及应用

当前山特UPS电源的输入和输出形式，大致可分为三种形式：单相输入/单相输出形式，三相输入/单相输出形式，三相输入/输出形式。

以上三种输入输出形式的选择主要取决于负荷能力状况，UPS从1KVA~15KVA之间变化为1KVA~15KVA；三入/单出UPS从10KVA到20KVA；三入/出UPS从10KVA到500KVA；可见，输入输出形式主要根据UPS的容量和现场应用时对UPS容量的适应性而定。输入量主要取决于对现场三相电平衡度的影响程度，输出形式主要取决于山特UPS输出线径和功率元件的容量，通常单相输出应在5KVA以上才能保证有效负载带，或者考虑到三相负荷对输出形式的要求，单相输出容量较小。

1、单相输入/单相输出形式：

若山特UPS电源的容量较小，单相UPS的输出线径(电流值)不会给入户市电的三相配平衡问题造成麻烦，而山特UPS电源的单相输出线径(电流值)都不大，因此小容量(一般15KVA)的山特UPS电源多采用单相线径(电流值)都不大，因此小容量(一般15KVA)的UPS多采用单入/单出形式。

2、三相输入/单相输出形式：

当容量稍大时，例如大于20KVA的负载，如果挂在一个特定的单相输入电上，就会给现场的输入电配平衡带来麻烦，而采用三相输入法，自动平均分配输入电流，有效地解决了配平问题。但是单相逆变输出并非容量越大越好，单相逆变输出决定了需要单相旁路输入结构，当UPS容量大于20KVA时，UPS的20KVA输入需要比较大的单相电流，在UPS正常工作时，UPS会导致整个负载转移导致旁路输入回路上，对系统供电造成严重不平衡。如果有可能出现不合理的接线和开关容量而导致转旁路故障及时具备合理的前端电气配置，也会造成考虑不平衡配置的电源资源浪费现象。综合考虑了单相旁路输入配平衡的要求，以及单相逆变器的电流压力等因素，单相逆变器输出功率一般在20KVA以内比较合理。所以UPS在8~20KVA容量范围内均采用单相逆变器、三入/单相旁路输入方式。

考虑到使用大容量三/单UPS时，其优势在于提高UPS的输出利用率，避免由于输出负载分配问题而导致输出单相超载(总容量小于UPS总容量)。还是由现场的电力线布线是由单一等特殊因素决定的。在此情况下，为了避免单相逆变器UPS在单相旁路输入和单相逆变器容量不足等限制，普遍采用三相输入/单相输出方案。UPS为三相输入/三相输出，配以三/单变压器输出。三单隔离变压器选件在UPS输出端配置，一方面满足三相交流输入平衡的三相输入要求，另一方面又能减轻逆变器的电流压力。另外，还可以满足某些输出隔离的要求。当使用三进/一出隔离变压器时，有几点要注意：

1）三相进/单相输出变压器输出能力为输入容量的2/3；

三进/三出山特UPS的容量必须达到系统的单相输出能力的1.5倍，才能满足输出能力的要求。另外，变压器的单相输出能力要比系统要求的小。三进/单出式变压器工作原理如下：

三相输入/单相输出变压器原形原理图为左端，原边为星型三相输入结构，付边采用两同相叠加一相反相叠加合成单相输出的结构。将原边A相B相C相输出功率换算为付边，得到互差120度的付边a相b相c相线圈功率，并将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相同端的单相线圈功率相等，再与c相同端的相位与单相线圈功率相等，再与c同端的相位点与之相对应的总输出功率与单相线圈功率幅值相等，再与c相同端的相位与c相位与之对应的总输出功率与单相线圈功率幅值相等且方向与c相相也就是单相输出是三相输入功率的2/3。

2）三单变压器的工艺要求较高，所以最好采用原装进口产品，特别是同厂家生产的配套配件最好。

三单隔离变压器选件与UPS主机配合使用，可以构成一种高性能、高可靠性的三/单电源方案，如果考虑到未来现场可能出现并联增容的要求，在进行首次采购和安装时，应注意采用容量大于2的输出隔离变压器，以免在今后增容过程中由于变压器容量不足而造成的更换浪费。

3、三相输入/三相输出形式：

随负荷能力的增加，在三相输入方式的基础上，输出也采用三相形式，使得各单相输出电流不会太大。有些特殊情况下，还采用三相输出形式，容量较小的UPS，主要是小容量三相负载。对于购买三相输出形式的UPS，应考虑UPS的不平衡载重能力，选择UPS具有100%不平衡载重能力。UPS逆变器的不同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具有更好的不平衡带载能力。这种独立逆变桥结构避免了传统的三相桥+r/Y变压器结构所造成的各相间相互影响的格局，完全成为三个220V独立输出的逆变器。因而有较稳定的不平衡带载能力。