UPS電源輸入輸出形式及其應用
UPS電源：（岑）
本文摘自河南梓清電氣設備有限公司 作者：駐馬店UPS電源廠家
目前UPS就其輸入輸出形式而言，大致可分為3種形式：
• 單相輸入/單相輸出形式
• 三相輸入/單相輸出形式
• 三相輸入/三相輸出形式
上述三種輸入輸出形式的選擇主要由負載容量狀況來決定，單入/單出UPS從1KVA~15KVA；三入/單出UPS從10KVA~20KVA；三入/三出UPS從10KVA~500KVA。可以看出，輸入輸出形式主要是根據UPS容量的不同以及現場應用時對現場的適應性而制定的。輸入形式主要取決于對現場三相電平衡度的影響程度，輸出形式主要取決于UPS輸出線徑及功率元件的容量，一般每個單相輸出應在5KVA以上，以保證有效帶載率，或考慮到三相負載對輸出形式的要求，采用更小單相輸出容量。
1、單相輸入/單相輸出形式：
如果容量比較小，單入形式的UPS掛在任何一相入戶的市電上都不會對入戶市電的三相配平衡問題造成麻煩,而負載容量較小，UPS采用單相輸出其輸出線徑（電流值）都不大，可以采用單相逆變器設計，因此小容量（一般15KVA以下）的UPS多采用單入/單出形式。
2、三相輸入/單相輸出形式：
在容量稍大時，例如大于20KVA的負載，若掛在某一單相輸入電上,會對現場的輸入電配平衡造成麻煩，而采用三相輸入，自動平均分配輸入電流，從而有效解決配平問題。但單相輸出并不是容量越大越好，單相逆變輸出決定需要采用單相旁路輸入結構，當UPS容量大于20KVA時，單相20KVA的旁路輸入需要比較大的單相電流，在UPS正常工作時旁路不工作，既使不合理的布線及開關選擇也不會顯現出來，一旦UPS主回路故障或過載轉旁路運行，UPS將整個負載轉移致旁路輸入回路上，對系統供電造成嚴重不平衡。嚴重時會造成跳閘，或因潛在的不合理布線及開關容量造成轉旁路失敗及時具有合理的前端電氣配置，也會造成因考慮不平衡配置造成的電源資源浪費現象。考慮到單相旁路輸入配平衡的要求,以及單相逆變器的電流壓力方面因素,輸出單相逆變器一般作到20KVA以內比較合理。因此8~20KVA容量范圍內的UPS采用單相逆變器、單相旁路輸入的三入/單出形式較多。
某些用戶考慮采用大容量三/單UPS時，其追求的有利方面主要是提高UPS的輸出利用率，避免因輸出負載分配問題造成的輸出單相過載（總容量小于UPS總容量時）。或由于現場電力線布線為單相等特殊因素決定。此時，為避免單相逆變器UPS在單相旁路輸入及單相逆變器容量不足等方面的局限性，普遍采取另外一種三相輸入/單相輸出方案。采用三相輸入/三相輸出UPS配合輸出三/單變壓器的方式。在UPS輸出側配置三/單隔離變壓器選件，一方面滿足旁路輸入為均衡的三相輸入要求，另外一方面緩解逆變器的電流壓力。此外，還滿足某些場合的輸出隔離要求。在采用三進/單出隔離變壓器時，有以下幾點需要注意的地方：
1）三相進/單相輸出的變壓器的輸出容量是輸入容量的2/3，若達到輸出規定容量的要求，需要采用的三進/三出UPS容量至少應為系統單相輸出容量的1.5倍。否則變壓器單相輸出容量將小于系統要求的輸出容量。三進/單出變壓器運行原理如下：
三相輸入/單相輸出變壓器的原形原理圖如左，原邊采用星型三相輸入結構，付邊采用兩相同相疊加一相反相疊加合成單相輸出的結構。原邊的A相B相C相輸出功率折算到付邊，得到互差120度的付邊a相b相c相線圈功率，其中a,b兩相同名端正相疊加得到的合成幅值與單相線圈功率幅值相等且方向與c相相反的矢量，再與c同名端反相疊加后生成2倍于單相功率的總輸出功率值。即單相輸出為三相輸入功率的2/3。
2）三單變壓器的工藝要求較高，因此采用*產品，尤其是同一廠家出品的配套選件。原廠出品的三/單隔離變壓器選件與UPS主機配合,可構成高性能、高可靠性的三/單電源方案,若考慮今后現場可能的并聯增容要求，在*采購及安裝時，應注意采用2倍以上容量的輸出隔離變壓器，以免在今后增容過程中因輸出變壓器容量不夠造成的更換浪費。
3、三相輸入/三相輸出形式：
隨著負載容量的增大，在輸入三相形式的基礎上，輸出也采用三相形式，使每個單相輸出的電流不至過大。在某些特殊場合，也使用容量較小的三相輸出形式UPS，主要是小容量三相負載而設計的。在購買三相輸出形式的UPS時，應考慮UPS的不平衡帶載能力，通常應選購具有*不平衡帶載能力的UPS。UPS不同的逆變器結構決定了其輸出不平衡帶載能力，目前采用三相獨立逆變橋結構的UPS具有更加出色的不平衡帶載能力。由于獨立逆變橋結構避免了傳統三相橋+r/Y變壓器結構造成的每相間互相影響的格局，*成為各自獨立輸出的3個220V輸出逆變器。因此，具有更加穩定的不平衡帶載能力。
