ups維修|UPS的一般技術(shù)指標(biāo)-輸入電壓范圍

1.概述

輸入電壓范圍是說(shuō)明書(shū)上的第一個(gè)指標(biāo)，其含義是:UPS在這個(gè)輸人范圍內(nèi)不啟用電池供電模式。為什么會(huì)有這個(gè)指標(biāo)要求呢?對(duì)于市電來(lái)說(shuō)，不論是從火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電，還是核能發(fā)電站發(fā)出來(lái)的電，在出廠前都是非常穩(wěn)定的。這些發(fā)電機(jī)構(gòu)都遠(yuǎn)離用戶，從發(fā)電場(chǎng)站發(fā)出來(lái)的電由于考慮到遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)的損耗要盡量小，所以首先升成高壓，這樣在高壓小電流的情況下傳輸同樣的功率就會(huì)減小損耗。高壓經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途傳輸?shù)竭_(dá)用戶聚居點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)降壓后才能為用戶接受，其傳輸與分配環(huán)節(jié)如圖1.15所示。由此可見(jiàn)，由于傳輸電纜并非零阻抗材料構(gòu)成，本身有一定的電阻，加之沿途各連接點(diǎn)的接觸電阻等與電流一起構(gòu)成了沿途壓降，送到用戶的電壓是起點(diǎn)電壓減去沿途壓降的差值。另外，市電在輸送過(guò)程中，沿路不斷有分支負(fù)載，這些負(fù)載的投入圖2.15市電的傳輸與分配環(huán)節(jié)構(gòu)成示意圖和斷開(kāi)會(huì)使市電電流起伏變化，因而也就使沿途壓降出現(xiàn)不斷變化的局面，從此造成客戶端電壓的不穩(wěn)定。因此，UPS應(yīng)當(dāng)允許有一定變化范圍的輸入電壓范圍，且所允許的電壓變化范圍越大越好。按照以往的傳統(tǒng)要求，一般電器和電子設(shè)備均應(yīng)允許輸入屯壓的范圍為額定值的-15%~+10%。換言之，輸入電壓在額定值的-15~+10范圍變化時(shí)設(shè)備仍能正常工作。

關(guān)于輸人電壓范圍的問(wèn)題一直是用戶很關(guān)心的事情。用戶總是希望UPS允許的輸入電壓范圍越大越好，這在使用小功率時(shí)已形成了習(xí)慣，尤其是后備式UPS。在小功率情況下實(shí)現(xiàn)較大范圍的輸入電壓調(diào)整是比較容易的，如圖2.16所示。因?yàn)楣β市【涂梢杂靡粋€(gè)多抽頭的變壓器通過(guò)繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，有不少后備式UPS可允許輸入電壓變化±30%，甚至更寬。

這種用抽頭變壓器與繼電器調(diào)節(jié)輸入電壓的辦法只適合于很小的功率，一般最大也應(yīng)該不超5kVA的功率。否則，在大功率設(shè)備中就必須采用接觸器，在和大功率變壓器結(jié)合起來(lái)使用時(shí)就會(huì)使UPS變得非常龐大，價(jià)格也會(huì)大幅度增加，這樣就會(huì)失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，人們一般不采用這種方案。

但往往在一些UPS廠家的說(shuō)明書(shū)中將輸入電壓的變化范圍說(shuō)得很大，比如為額定值的±25%、±35%，等等。是的，在輸入工頻可控整流器或高頻整流器正常工作時(shí)是可以允許如此大的范圍，可是一旦整流器失控就會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。

2.ups維修|輸入整流器采用晶閘管情況

在大功率UPS中，普遍采用的是3x380V三相三線制晶閘管全橋整流器，它利用相控的方法來(lái)穩(wěn)定市電的輸入電壓，電路原理圖如圖2.17(a)所示，該圖標(biāo)出了整流輸出電壓的穩(wěn)定過(guò)程。從圖2.17(b)可以看出，當(dāng)輸入電壓為額定值380V時(shí)，在控制角αl的作用下，整流器的輸出電壓為:

當(dāng)輸人電壓升高20到380Vx1.2=456V時(shí)，其輸出電壓按全波整流應(yīng)是645V。但由于控制角已由αl調(diào)整到嶼，導(dǎo)通角減小了，結(jié)果使整流器輸出濾波后的電壓面積52和380V時(shí)的51相等，即輸出電壓仍然是U_=424V。同理，當(dāng)輸入電壓降低20到380Vx0.8=304V時(shí)，其輸出電壓按全波整流應(yīng)是430V。但由于控制角又被調(diào)整到嶼，使整流器輸出電壓面積53=51，因此電壓仍然是Uo=424V。

輸入電壓的最低值受電池充電電壓限制。為了保證電池的浮充電壓穩(wěn)定在指定值上，輸人電壓不能過(guò)低，否則就會(huì)使電池長(zhǎng)期處于"吃不飽"的狀態(tài)，從而導(dǎo)致服務(wù)壽命的縮短。

輸入電壓的上限值取決于整流器濾波電容C的耐壓程度，目前在這個(gè)位置上的大部分電容都是耐壓450V的產(chǎn)品。一般32節(jié)12V電池的情況下，根據(jù)上述調(diào)節(jié)原理，浮充電壓都可以穩(wěn)定在438V左右。所以450V再加上20的余量，450VX1.2=540V已足夠了。但遇到異常情況時(shí)，仍然會(huì)造成嚴(yán)重的后果。所謂異常情況，多指晶閘管失控的情況。比如溫度高到一定值時(shí)就可以因晶閘管的漏電流增加而將其打開(kāi)，電壓瞬變時(shí)的位移電流也可觸發(fā)晶閘管，使其變成二極管整流器。如果此時(shí)的市電電壓峰值超過(guò)了電容C的耐壓，就會(huì)將電容擊穿。從圖2.17(b)可以看出，當(dāng)輸入電壓升高20到380VX1.2=456V時(shí)，其輸出電壓按全波整流就是645V，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于540V。所以那種聲稱(chēng)可允許輸入電壓變化±30或以上的產(chǎn)品，一般都是基于閘流管的相控原理而沒(méi)有考慮異常情況提出的，這雖然適合了用戶的愿望，但卻埋下了隱患，因此電容被擊穿的事件屢屢發(fā)生。

所以要求輸入電壓范圍寬的用戶不可盲目地聽(tīng)信他人如何說(shuō)，一定要弄清楚電容的耐壓而后行，因?yàn)殡S著電容耐壓的提高也抬高了機(jī)器的造價(jià)，換言之售價(jià)也會(huì)相應(yīng)的抬高。

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