隔离变压器的性能及其在UPS供电系统中的作用

这里讲的隔离变压器指的是工作在5OHz频率下的工频变压器，在UPS供电系统中，隔离变压器是一个主要部件。视UPS电路结构的不同和供电系统环境的差别，隔离变压器的功能和设置方法也不尽相同，所以并不能一概而论地在UPS供电系统中都配置隔离变压器。我们首先要了解隔离变压器的功能以及它在WS供电系统中的作用，然后才能决定在什么情况下不用隔离变压器、什么情况下必须配置隔离变压器隔离变压器在UPS供电系统中的功能在UPS供电系统中之所以耍配置隔离变压器，有些是皿S设备本身要求的，变压器是哑心路的一个重要的组成部分;有的是为了改善系统供电质量而设置的;还有的是为了电网与负载设备要求的电压置式之间的匹配而设置的。

(1)UPS输入12相整流必须配置隔离变压器

当UPS是传统双变换在线式时，由于其输入的AC/DC变换是可控整流电路，输入功率因数低，而输入电流谐波成份高。对于三相输入6脉冲整流而言，输入功率因数在0.8左右，输入谐波成分在30以上，对电网形成严重的污染，降低电网能量的利用率，同时要求增大系统配置的功率容量和设备成本。为了改善传统双变换UPS对电网污染的问题，最早采用的电路措施是改6脉冲整流为12脉冲整流，由于脉冲个数增加一倍，同时在输入端增加相应的滤波器后，可有效地将其输入功率因数提高到0.95，将输入电流谐波成份降到10以下，但这一改进措施要求增加一个隔离变压器和相应的滤波器，由于12脉冲整流用的隔离变压器体积大，很重，通常是附加一个单独的机柜，所以UPS生产厂商只作为UPS的可选件向用户提供。

(2)输出DC/AC全桥逆变器需要隔离变压器

当UPS的DC/AC逆变器由全桥电路组成时，输出端必须加隔离变压器，该变压器在传统双变换UpS电路结构中的主要功能有两个:一是在电压的两次变换中完成升压功能，保证在电网电压下限和输出满负荷的情况下，UPS能输出稳定的380V/220V额定电压；二是为传统双变换UPS全桥逆变器三相输出提供零线，以满足单相输入电源负载的供电要求。所以输出隔离变压器是传统双变换UPS电路结构的必备的组成部分。(3)配电系统零一地电位差超过要求时需要加隔离变压器

在计算机机房供电系统中，交流电输入零线和机房地线存在着零一地电位差，这是一种常见的现象。当机房中存在零一地电位差时，说明该机房的配电和零地系统有问题。

目前我国主要采用三相四线制或者三相五线制配电系统，适用三相负荷比较均衡丑单相负荷较小的场所。在这样的系统中，零线和保护地除在电力变压器中点共同接大地外，在机房中两线没有任何电气连接。如果系统中存在一定数量的单相负荷，就难以实现三相负荷平衡，零线上的不平衡电流。上线路中存在着开关电源或整流器产生的高次谐波(主要是三的整数倍次)电流及荧光灯引起的高次谐波电流等，都会在零线上叠加，且由于各负载用电量变化和用电的不同时性，使得零线中电流时大时小，极不稳定，造成零点接地电位不稳定漂移，不但使设备外壳带电，对人身不安全，而且由于电位基准点上叠加了漂移电位，从而使以其为基准电位的电子设备受到噪声电压的千扰，工作不稳定。

在三相供电接地系统中，如果供电系统所在地距离变压器中线接地点较远，可在系统所在地重复接地，形成一个新的TN-S供电系统。在计算机机房供电系统中，当由于系统内部某些设备的工作状态而产生零一地电位差时，通常不允许采用重复接地的办法加以解决。

如果在关键的设备前面把已存在零一地电位差的零线硬性接地，迫使该处的零线电位保持零电位，其结果是在电力配电进线点(输入配电柜)到重复接地点之间，形成零线与地线并联，零线中本已存在的电流将按阻抗的大小在零线与地线中重新分配，地线中一且有电流流过，必然会影响到整个接地系统，加大接地系统形成的干扰，特别是加大了同一供电系统中的各个屯子设备之间的相互干扰，造成整个系统各用电设备工作都不稳定。

在三相五线供电系统中，零线中存在电流是不可避免的，而零一地电位差则反映了配电和接地系统的质量，设想如果系统中零线导体的截面足够大，使其传输阻抗接近零，那么，同样的零线电流在这样的接地系统中形成的零一地电位差就会大大减小。所以一些电子设备厂商就以零一地电位差做为衡量配电和接地系统的标准。

用无限加大零、地线截面的方法是很困难的，且效果也很难达到理想的要求。解决供电系统零一地电位差最有效的办法是在关键的电子设备前加隔离变压器。此隔离变压器可以是为此设备供电的电源设备的一部分，可以是被供电设备的一部分，即带变压器输入的电子设备，也可以在被供电设备前附加一个隔离变压器。用此方法可从根本上解决零地电压差的问题，同时又不对整个供电系统质量产生影响。