淺談工頻機不間斷電源輸出用干式變壓器

不間斷電源向高頻方向發(fā)展，因為高頻結構的不間斷電源具有效率更高、體積更小、輸入功率因數更高、輸入電壓變化允許范圍更大、不需要輸出隔離干式變壓器、價格低于所謂工頻機結構的不間斷電源等諸多優(yōu)點，是目前信息中心綠色數據中心高效率的理想選擇。但與工頻UPS相比，高頻機結構的UPS制造難度較大，對制造工藝和生產手段要求較高，一般手動方式難以實現規(guī)模化和一致性。因此，工頻不間斷電源的“退役”時間被推遲了，工頻不間斷電源不愿意去找一般的生產商或一些用戶。目前以手工生產為主要模式的制造商很難擴大規(guī)模。此外，這兩方面還存在一些誤區(qū)，使得工頻機的UPS無法順利更換高頻機的UPS。比如輸出隔離干式變壓器的誤區(qū)就是一個例子。由于高頻機結構不間斷電源取消了硅鋼片鐵芯上繞有漆包線的隔離干式變壓器，工頻機不間斷電源沒有取消，而是成為了工頻機結構不間斷電源的優(yōu)勢。這就導致很多說法說這個干式變壓器不能取消，比如這個干式變壓器：

*當逆變器發(fā)生故障時，它可以切斷從DC電壓到負載的路徑，防止負載受損。

*抗干擾、

*能緩沖短路和負載側的突然變化，

*可以提高不間斷電源的可靠性，

*能承受電網電壓的大范圍變化，

二、工頻電機結構全橋逆變不間斷電源輸出干式變壓器的必要性

干式變壓器對工頻機不間斷電源輸出的作用

20世紀70年代，由于半導體器件的水平和種類的限制，如電流容量小、耐壓能力差，不得不在輸入端增加一個降壓干式變壓器，然后由逆變器升壓。這種早期工頻機的不間斷電源輸入端是降壓干式變壓器，輸出端是升壓干式變壓器。另一個特點是輸入整流器和后面的逆變器都工作在工業(yè)頻率，即50Hz(或60Hz)。在一些中小功率的UPS中，輸入整流器和充電器是分開的。這主要是因為這些不間斷電源中的輸入整流器都采用整流二極管，沒有任何調節(jié)能力，電池電壓電平必須穩(wěn)定，需要嚴格控制，所以一般需要設置另一個具有穩(wěn)壓功能的充電器電路。

在低功率下，早期的充電器一般使用穩(wěn)壓塊，然后采用PWM開關電源，提高了充電速度和充電效率。由于中小功率不間斷電源使用的電池電壓很低，輸出端應增加一個升壓干式變壓器。后來由于設備的發(fā)展，取消了輸入降壓干式變壓器，成為2021-01-11的樣子。

不間斷電源干式變壓器能否提高不間斷電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性？

高溫是使包括不間斷電源在內的電子設備較容易發(fā)生故障的主要因素。在高溫下，器件的漏電流增加，耐壓降低。根據阿雷新聞定律，當環(huán)境溫度為25？c，每10個？c、零部件或設備壽命減半。當溫度為10？當C的算術梯度上升時，按照1/(n=1，2，3 …)的幾何級數規(guī)律，部件或設備的壽命會下降。機器內部的溫升來自于機器內部各個電路環(huán)節(jié)的功耗，干式變壓器就是其中之一。如果沒有干式變壓器，可以降低這種功耗。因此，從這個意義上說，由于干式變壓器的存在，系統(tǒng)的可靠性在一定程度上降低了。 #p#分頁標題#e#

這里的誤解是干式變壓器的機械穩(wěn)定性和電氣性能混淆了。這里的穩(wěn)定性是指電氣性能的穩(wěn)定性。由于干式變壓器的存在降低了系統(tǒng)的可靠性，當然也相應地降低了穩(wěn)定性。陷入誤區(qū)的人誤把電氣穩(wěn)定當成機械穩(wěn)定：干式變壓器重量大，重心穩(wěn)定，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。此外，干式變壓器只是不間斷電源的一個組成部分，提高了設備的可靠性，而不會給整體帶來麻煩。如果從這個角度看問題，任何一個組件都可以這么說。

UPS干式變壓器能否使系統(tǒng)適應大規(guī)模電網變化？

有人說因為電網目前供電質量不高，電壓波動較大，不得不使用干式變壓器的UPS，還有人說UPS系統(tǒng)可以適應干式變壓器電網電壓的大規(guī)模變化，這正是用戶所關心的，難怪能打動用戶。

附帶一個問題：在大功率干式變壓器中，由于三角形可以消除三次諧波，所以也是抗干擾的。實際上，現有的大部分IT設備使用的是220V的相電壓，該電壓下仍然存在三次諧波，但是由于相移的原因，在380V的線電壓下消除了三次諧波，所以不使用該電壓的用戶無法享受到這種好處。

來源：360號機房