电源干扰和UPS课件.ppt

1、#2电源干扰电源干扰 任何标准电源电压波形的偏差任何标准电源电压波形的偏差 均可称之为均可称之为 电源干扰问题电源干扰问题任何偏离标准电源电压的状态都会导致降低电任何偏离标准电源电压的状态都会导致降低电源系统性能和予期的可靠性源系统性能和予期的可靠性定 义#3百分比百分比损失时间损失时间/年年99.099.999.9999.99999.999999.9999999.99999999.999999987.6 hrs8.76 hrs53 mins5.3 mins31.8 secs3.18 secs318 msecs31.8 msecs#499.9%每年连续工作的可靠性每年连续工作的可靠性.就意味着

2、有就意味着有 525分钟（分钟（8.76 小时）的停电时间小时）的停电时间99.99%每年连续工作的可靠性每年连续工作的可靠性.就意味着有就意味着有 53分钟的停电时间分钟的停电时间99.999%每年连续工作的可靠性每年连续工作的可靠性.就意味着有就意味着有 5.3分钟的停电时间分钟的停电时间获利获利“9”#5客户对系统的需求系统不得间断系统不得间断电脑主机更注重功能性、可靠性、实用电脑主机更注重功能性、可靠性、实用性、容错性性、容错性易于扩充易于扩充全天候全天候,容易管理容易管理低成本低成本7 x 24 7 x 24 小时系统支持小时系统支持在恶劣电源情况下能够正常工作在恶劣电源情况下能够正

3、常工作 ！#6lRadio Frequency Interference(RFI)（射频干扰）（射频干扰）lElectromagnetic Interference(EMI)（电磁干扰）（电磁干扰）lElectrostatic Discharge(ESD)（静电放电）（静电放电）lOvervoltage（过压（过压 尖峰脉冲，浪涌，上凸）尖峰脉冲，浪涌，上凸）lUndervoltage（欠压（欠压 波形下凹，电压降低）波形下凹，电压降低）lUnbalanced Phase Voltage（相电压不平衡）（相电压不平衡）lLoss Of Phase（缺相）（缺相）lMomentary Inter

4、ruption In Service（瞬间中断供电）（瞬间中断供电）lInterruptions In Service/Outages(市电断电）市电断电）lFrequency Deviations（频率偏差）（频率偏差）#7#8 噪音干扰Volts-160-110-60-104090140 220-220 0 80160-80-160#9噪 音 干 扰l噪音干扰的特征噪音干扰的特征 幅值从几毫伏到上百毫伏幅值从几毫伏到上百毫伏l产生噪音干扰的原因产生噪音干扰的原因 无线电波、计算机负载、开关电源、电弧无线电波、计算机负载、开关电源、电弧l带来的危害带来的危害 数据传输错误数据传输错误;终端、

5、打印机出错终端、打印机出错;I/O硬件损坏硬件损坏#10负载负载电源电源NG#11l差模噪音的特征差模噪音的特征 0.5到到25V加在相线和中线之间的加在相线和中线之间的0.5到到25V的低的低电平信号。电平信号。l产生差模噪音的原因产生差模噪音的原因 计算机、开关电源运行；电机调速器；输电线计算机、开关电源运行；电机调速器；输电线路调制设备。路调制设备。l带来的危害带来的危害 导致产生脉宽大于导致产生脉宽大于100us峰值超过峰值超过800V的浪涌、的浪涌、瞬变干扰、下凹、上凸、波形畸变、频率偏差、瞬变干扰、下凹、上凸、波形畸变、频率偏差、电源中断电源中断#12负载负载来源来源浪涌浪涌瞬变噪

6、音瞬变噪音NG#13l共模噪音的特征共模噪音的特征l带来的危害带来的危害 从从CPU到磁盘或磁带数据传输错误；终端或打到磁盘或磁带数据传输错误；终端或打印机故障；输入输出硬件损坏；电源损坏印机故障；输入输出硬件损坏；电源损坏 加加在相地和地线之间的在相地和地线之间的 EMI/RFI 噪音和噪音和脉冲脉冲。噪音噪音幅值为几毫伏到几伏；脉冲幅值为几毫伏到几伏；脉冲幅值为几百伏。幅值为几百伏。l 产生共模噪音的原因产生共模噪音的原因 无线电发射；闪电、电弧；不良接地和屏蔽。无线电发射；闪电、电弧；不良接地和屏蔽。#14尖 峰 脉 冲#15l尖峰脉冲的特征尖峰脉冲的特征 脉宽为毫秒级脉宽为毫秒级,幅值

7、幅值0.41KVl产生尖峰脉冲的原因产生尖峰脉冲的原因 大型电感性或电容性负载的启动、切换、关机大型电感性或电容性负载的启动、切换、关机操作以及双路市电电源之间转接。操作以及双路市电电源之间转接。l带来的危害带来的危害 系统崩溃系统崩溃 硬件损坏硬件损坏#1650V到到60kV,.5微秒微秒 到到200微秒微秒开关负载启开关负载启/停停市电换路市电换路/雷电雷电#17l振铃瞬变的特征振铃瞬变的特征 典型的窄频脉冲，电压迅速上升接着阻尼振荡典型的窄频脉冲，电压迅速上升接着阻尼振荡衰减到正常，小于一个周波。幅值：衰减到正常，小于一个周波。幅值：50V6KV，时间：，时间：0.5.5微秒毫秒微秒毫秒

8、l产生产生振铃瞬变的原因振铃瞬变的原因 开关型负载的启停，计算机系统运行，市电换开关型负载的启停，计算机系统运行，市电换路，闪电。路，闪电。l带来的危害带来的危害 数据传输错误；程序出错；打印机或终端出错；数据传输错误；程序出错；打印机或终端出错；硬件损坏硬件损坏。#18 波 形 下 凹Volts-150-100-50050100150220-220-190190下凹下凹#19波 形 下 凹l波形下凹的特征波形下凹的特征 幅值低于额定值的幅值低于额定值的80%85%,持续时间为持续时间为1/2周波到几秒周波到几秒l产生波形下凹的原因产生波形下凹的原因 接地故障接地故障;大型设备启动大型设备启动

9、;供电系统容量不足；供电系统容量不足；市电换路；闪电。市电换路；闪电。l带来的危害带来的危害 系统崩溃系统崩溃,硬件损坏硬件损坏#20SurgeSurge 浪涌浪涌-220 220 0-80#21l波形上凸或浪涌的特征波形上凸或浪涌的特征 在一相或多相上电压过高，幅值高于额定值的在一相或多相上电压过高，幅值高于额定值的110%,持续时间为持续时间为1/2周波到几秒周波到几秒l产生波形上凸的原因产生波形上凸的原因 突然关停大型负载突然关停大型负载;市电转接市电转接l带来的危害带来的危害 硬件损坏硬件损坏#22#23l波型畸变和周期性尖峰冲的特征波型畸变和周期性尖峰冲的特征 电压波形总谐波含量电压

10、波形总谐波含量(THD)6%l产生波形畸变和尖峰脉冲的原因产生波形畸变和尖峰脉冲的原因 可控硅换相可控硅换相l带来的危害带来的危害 变压器、电机过热变压器、电机过热;漏电保护设备误动作漏电保护设备误动作#24Volts-160-80080160220中断区间中断区间-220#25l电源中断的特征电源中断的特征 中断时间大于一个半周波中断时间大于一个半周波,即即30msl产生电源中断的原因产生电源中断的原因 接地故障、供电设备损坏、雷击接地故障、供电设备损坏、雷击l带来的危害带来的危害 系统崩溃、硬件损坏系统崩溃、硬件损坏#26#27l频率偏差的特征频率偏差的特征 电源频率超出额定电源频率超出额

11、定50Hz5%,且随时间变化且随时间变化l产生频率偏差的原因产生频率偏差的原因 备用发电机供电或供电系统故障备用发电机供电或供电系统故障l带来的危害带来的危害 系统崩溃、设备损坏系统崩溃、设备损坏;后备式和在线互动式后备式和在线互动式UPS不能运行不能运行#28干扰类型干扰类型百分比百分比尖峰干扰尖峰干扰39.84%波形下凹波形下凹/上凸上凸48.75%欠压和过压欠压和过压10.94%电源中断电源中断0.46%其他电源故障其他电源故障1.01%#29金融业金融业股票、债券的操作金融业金融业信用卡操作媒体业媒体业按次计费的服务零售业零售业家庭电视购物运输业运输业 飞机票预定媒体业媒体业电子购票运

12、输业运输业 货物运送金融业金融业自动取款机$6.45million$2.6 million$150,000$113,000$89,500$69,000$28,000$14,500#30必须供给高质量电源电子设备机房：电子设备机房：计算机机房、通讯机房、互联网数计算机机房、通讯机房、互联网数 据中心（据中心（IDC)、屏蔽机房、屏蔽机房工业生产：工业生产：发电厂和电力网、石油化工、航空发电厂和电力网、石油化工、航空航天，芯片制造等航天，芯片制造等#31稳定稳定干净干净不间断不间断#32l抑制干扰抑制干扰(改善输入电源波形改善输入电源波形)l合成电源合成电源(再生一个新的正弦波电源再生一个新的正弦

13、波电源)#33l浪涌抑制器浪涌抑制器l隔离变压器隔离变压器l稳压变压器稳压变压器(CVT)l噪音滤波器噪音滤波器(EMI RFI)l谐波滤波器谐波滤波器(有源有源,无源无源)l线路电压调整器线路电压调整器(电子分压开关电子分压开关)l线路电压调整器线路电压调整器(磁饱和变压器磁饱和变压器)#34l磁合成磁合成(Datawave)l马达发电机组马达发电机组(MG)(交流马达交流马达)l不间断电源不间断电源(UPS)#35 每每年年预预期期的的破破坏坏性性电电源源干干扰扰 浪浪涌涌 2%技技术术 脉脉冲冲 16%下下凹凹 50%断断电电 12%共共模模噪噪音音 20%有有效效性性百百分分比比 尖尖

14、峰峰脉脉冲冲抑抑制制器器 15%线线电电压压调调整整器器，无无隔隔离离变变压压器器 11%隔隔离离变变压压器器+尖尖峰峰脉脉冲冲 抑抑制制器器 35%线线电电压压调调整整器器，隔隔离离变变压压器器，尖尖峰峰脉脉冲冲抑抑制制器器r 46%马马达达发发电电机机 80%磁磁合合成成器器 87%UPS 配配 15 分分钟钟电电池池 98%UPS 配配后后备备发发电电机机 100%#36l六组变压器合成阶梯波电源六组变压器合成阶梯波电源 l 经经5/7次谐波滤波器和次谐波滤波器和Z型绕组输出变压器输出型绕组输出变压器输出正弦波正弦波l输入电压范围宽，可缺相运行输入电压范围宽，可缺相运行l抑制电网差模合共

15、摸干扰抑制电网差模合共摸干扰l过载能力强，可带过载能力强，可带100%三相不平衡负载三相不平衡负载l输出波形失真小，带非线性负载能力强输出波形失真小，带非线性负载能力强l输输 入入 功功 率率 因因 数数 接接 近近 1l稳稳 定定 可可 靠，效率高靠，效率高l容容 易易 并并 联联#37304-456 V (RT/RM系列)380 V+/-1%50Hz+/-0.05%(本振）不间断电源 UPS#38配电中心配电中心市电输入市电输入3 0本地接地极本地接地极UPS 模块模块到计算机负载到计算机负载三相旁路输入三相旁路输入接地极接地极 本地接地极本地接地极GNGNGN地线地线三相主输入三相主输入

16、#39整流器整流器逆变器逆变器静态旁路和静态开关静态旁路和静态开关维修旁路和维修旁路开关维修旁路和维修旁路开关电池组和电池开关电池组和电池开关控制、显示和通信系统控制、显示和通信系统#40UPS 按运行方式分类按运行方式分类Off-Line（后备式）（后备式）Line Interactive（在线互动式）（在线互动式）Delta Conversion(变换器）变换器）Dual Conversion On-line（双变换双变换在线式）在线式）#41滤波器电池+-逆变器D CA C电池充电器AC/DC负载转换开关0-0.5 kVA浪涌电压吸收器#42滤波器电池+-逆变器D CA C电池充电器AC

17、/DC负载转换开关0-0.5 kVA浪涌电压吸收器#43后备式 优点l 最初成本便宜最初成本便宜l 较好的过载能力较好的过载能力l 效率高效率高#44l降低了关键母线的可靠性降低了关键母线的可靠性l频繁转到电池供电频繁转到电池供电l不能稳频不能稳频l潜在的高成本潜在的高成本电池消耗大电池消耗大l不能及时检测到逆变器的问题，直不能及时检测到逆变器的问题，直到逆变器需要运行到逆变器需要运行#45电池电池+-转换开关转换开关双向逆变器双向逆变器D CA C负载负载充电(正常情况)放电(电源失效)0.5-3 kVA#46电池电池+-转换开关转换开关双向逆变器双向逆变器D CA C负载负载充电(正常情况

18、)放电(电源失效)0.5-3 kVA#47l双向逆变器总是在运行，或给电池充电，或给负双向逆变器总是在运行，或给电池充电，或给负载供电载供电l过载能力强过载能力强l投资中等投资中等 l 比后备式比后备式 UPS略高一些略高一些l 可靠性高于后备式可靠性高于后备式 UPSl安静安静高效高效/风扇噪音低风扇噪音低l降低电池消耗降低电池消耗提升后备能力提升后备能力#48 l不能稳频不能稳频l输入电压和频率窗口窄，可能导输入电压和频率窗口窄，可能导致电池频繁充致电池频繁充/放电放电#49ACDCDCACACACACAC三相输入三相输入三相输出三相输出主变换器主变换器Delta 变换器变换器中线中线中线

19、中线电池电池电池电池 静态开关静态开关补偿变压器补偿变压器#50ACDCDCACACACACAC三相输入三相输入三相输出三相输出主变换器主变换器Delta 变换器变换器中线中线中线中线电池电池电池电池静态开关静态开关补偿变压器补偿变压器#51ACDCDCACACACACAC三相输入三相输入三相输出三相输出主变换器主变换器Delta 变换器变换器中线中线中线中线电池电池电池电池静态开关静态开关补偿变压器补偿变压器#52l输入谐波电流小（输入谐波电流小（THD/=3%)l输入功率因数高（接近于输入功率因数高（接近于1）l效率高，正常供电时可达效率高，正常供电时可达96%l功率裕量大，抗冲击电流能力

20、强功率裕量大，抗冲击电流能力强l输出电压稳定度可达输出电压稳定度可达+/-1%#53l输入电源波形畸变，电磁干扰，瞬变干扰，输入电源波形畸变，电磁干扰，瞬变干扰，未得到实质性改变未得到实质性改变.l无输出隔离变压器，抗短路能力差，易烧毁无输出隔离变压器，抗短路能力差，易烧毁 IGBT.l无变压器设计，电池中央抽头为中性点无变压器设计，电池中央抽头为中性点,对对 IGBT 匹配要求高匹配要求高.l电网频率波动大时电网频率波动大时,电池频繁放电电池频繁放电,缩短电池寿缩短电池寿命命.亦不能做变频器使用亦不能做变频器使用.l带非线性负载效率降低带非线性负载效率降低(91%)l系统复杂系统复杂,不易维

21、护和维修不易维护和维修,MTTR高高.#54关键负载关键负载手动（维修）旁路手动（维修）旁路整流器整流器(交流到交流到DC)逆变器逆变器(DC到交流到交流)电池系统电池系统自动静态旁路自动静态旁路#55自动静态旁路自动静态旁路整流器整流器(交流到交流到DC)逆变器逆变器(DC到交流到交流)电池系统电池系统手动（维修）旁路手动（维修）旁路关键负载关键负载#56整流器整流器(AC到到DC)逆变器逆变器(DC到到AC)电池系统电池系统自动静态旁路自动静态旁路手动（维修）旁路手动（维修）旁路关键负载关键负载#57整流器整流器(AC到到DC)逆变器逆变器(DC到到AC)电池系统电池系统自动静态旁路自动静

22、态旁路手动（维修）旁路手动（维修）旁路#58l在线式UPS,从结构上可分为高频机和低频机 高频机没有输出变压器 工频机输出端有输出变压器#59l负载得到真正稳定，干净（无任何电源干扰）不中负载得到真正稳定，干净（无任何电源干扰）不中断的电源断的电源.l星型星型曲折接法输出变压器曲折接法输出变压器,减少反射谐波含量减少反射谐波含量,输出输出极好正弦波极好正弦波.l抗短路能力强抗短路能力强,有效保护有效保护 IGBT.l优良带阶跃负载优良带阶跃负载(100%),不平衡负载不平衡负载(100%)的能力的能力.l带非线性负载能力强带非线性负载能力强,不降低容量和效率不降低容量和效率.lMTBF最高最高

23、(1+1并机并机:2,270,000小时小时).l运行稳定可靠运行稳定可靠,MTTR小于小于Delta变换器变换器.#60l初期投资高于其他类型初期投资高于其他类型UPS.l输入谐波电流大输入谐波电流大(SCR 6脉冲整流器脉冲整流器)l输入功率因数低输入功率因数低(P.F 0.8)l选配选配12脉冲整流器脉冲整流器,输入滤波器输入滤波器,PFC电路电路需增加投资需增加投资.l选配选配IGBT整流器整流器,也存在一定缺陷也存在一定缺陷l系统效率相对低系统效率相对低(大型大型UPS:93%左右左右)#61 实际功率范围实际功率范围(kVA)电压特性电压特性成本成本/VA效率效率逆变器总在运行逆变

24、器总在运行后备式后备式0-0.5低低非常高不在线互动式在线互动式0.5-3基于设计中非常高基于设计双变换在线式双变换在线式1-800高中高是Delta 变换在线式变换在线式5-480高中较高是参数参数技术技术#62l引起供电质量降低引起供电质量降低,电压电流波形畸变为非正弦电压电流波形畸变为非正弦波波,影响测量仪器精度影响测量仪器精度,继电保护误动作继电保护误动作.l增加电网电压损失和供电线路损耗增加电网电压损失和供电线路损耗,如供电电压如供电电压过低将导致用电设备发热过低将导致用电设备发热.l在一定范围内对通信、电子仪器设备产生射频在一定范围内对通信、电子仪器设备产生射频干扰干扰.l谐波导致

25、对电网的谐波导致对电网的“污染污染”,应采取措施应采取措施,予以予以抑制或消除抑制或消除.#63l设定滤波器的谐振频设定滤波器的谐振频率等于要滤除谐波的率等于要滤除谐波的频率频率l电路产生谐振时，对电路产生谐振时，对地阻抗最小地阻抗最小l电路将该次谐波电流电路将该次谐波电流的大部分经滤波器接的大部分经滤波器接地达到滤波目的地达到滤波目的CLRZfnR#64l负载电流负载电流 iL=基波电流基波电流iL1谐波电流分量谐波电流分量iLHlAPF检测负载电流并计检测负载电流并计算出补偿电流指令算出补偿电流指令l该信号经补偿电流发生该信号经补偿电流发生电路放大后给出补偿电电路放大后给出补偿电流流 ic

26、l补偿电流与谐波电流大补偿电流与谐波电流大小相等，相位相反，抵小相等，相位相反，抵消了谐波电流消了谐波电流负载驱动电路指令电流运算电路电流跟踪控制电路主电路iciLAPF#65UPS 组成部分组成部分#66静态静态开关开关 整流器整流器(AC to DC)逆变器逆变器(DC to AC)电池电池系统系统#67l 三相可控硅桥式整流器三相可控硅桥式整流器l高频脉宽调制高频脉宽调制 IGBT 整流器整流器+_直流母线直流母线整流器类型整流器类型整流器整流器(AC到到DC)#68l 6脉冲整流器脉冲整流器l 12脉冲整流器脉冲整流器#69ELIL15711131719THDN100.0020.001

27、4.309.102.705.905.3031.1%IL%输入电流谐波干扰输入电流谐波干扰负负 载载UVW#70l采用三相三线输入，大大降低非线性负载反射采用三相三线输入，大大降低非线性负载反射到电网零线上的三次和三的奇次倍谐波电流含到电网零线上的三次和三的奇次倍谐波电流含量量“绿色电源绿色电源”l输入电压范围输入电压范围380V+10%15%l总输入电流谐波分量总输入电流谐波分量30%33%(基波为基波为100%)l最大单次谐波最大单次谐波-5次谐波电流分量次谐波电流分量20%l标称输入功率因数标称输入功率因数0.8(电容滤波电容滤波)0.9(LC滤波滤波)l选配选配5次谐波输入滤波器次谐波输

28、入滤波器,使使输入电流谐波分量降到输入电流谐波分量降到9.4%输入功率因数输入功率因数(P.F)提高到提高到0.95#71发电机给UPS供电l发电机送出的电源本身电压畸变大,其内阻远大于电网l整流器向发电机反射的5次谐波电流对发电机运行危害最大l6脉冲SCR整流器产生的5次谐波高达20%l采用 LC 5次谐波滤波器,可以消除5次谐波电流,总谐波电流降至9.4%#720%负载百分比负载百分比100%.7.8.91.0.9超前超前滞后滞后50%75%25%有滤波器有滤波器无滤波器无滤波器输入功输入功率因数率因数#73两个两个6脉冲整流器分别接到变压器的角型绕组和星脉冲整流器分别接到变压器的角型绕组

29、和星型绕组型绕组,两组电压相差两组电压相差30.+-ABCABC电感电感电电容容#74l输入电压范围输入电压范围380V+10%15%l总输入电流谐波分量最大总输入电流谐波分量最大10%l最大单次谐波最大单次谐波11次谐波次谐波7%l标称输入功率因数标称输入功率因数0.95l选配选配11次谐波输入滤波器次谐波输入滤波器,使使 输入电流谐波分量降到输入电流谐波分量降到4%标称输入功率因数标称输入功率因数(P.F)提高到提高到0.97#75EL+L1L2Q1Q2C1C2+DC总线DC总线#76l输入电压范围输入电压范围380V+25%30%l总输入电流谐波分量总输入电流谐波分量25%l最大单次谐波

30、最大单次谐波5次谐波次谐波17%l标称输入功率因数标称输入功率因数0.99l选配选配LC型输入滤波器型输入滤波器,使使 输入电流谐波分量降到输入电流谐波分量降到68%标称输入功率因数标称输入功率因数(P.F)等于等于1#77l零零地间可能出现峰地间可能出现峰峰值峰值20V的高频干扰的高频干扰l严重削弱对电网尖峰干扰抑制力严重削弱对电网尖峰干扰抑制力l储能电感温升高储能电感温升高,铁氧体磁心易饱和铁氧体磁心易饱和,IGBT和和 全波整流二极管易损坏全波整流二极管易损坏l相对可控硅整流器故障率高相对可控硅整流器故障率高#78l降低反馈到输入电源（市电）的谐波降低反馈到输入电源（市电）的谐波 l为谐

31、波提供低阻通道为谐波提供低阻通道输入输入非线性负载非线性负载（整流器（整流器）L1CL2#79整流器整流器(AC到到DC)逆变器逆变器(DC到到AC)电池系统电池系统自动静态自动静态旁路旁路#80l把直流电压转换成交流电压把直流电压转换成交流电压 l给出高质量的交流电压（干净，稳定，可调整，给出高质量的交流电压（干净，稳定，可调整，低噪音的正弦波）低噪音的正弦波）+-逆变器逆变器(DC到到AC)直流母线直流母线#81+DC-DC负载负载4132交替打开和闭合一对开关完成交替打开和闭合一对开关完成 DC/交流电源转换交流电源转换.开关开关 1和和 3 接通接通；2 和和4 断开。如图所示断开。如

32、图所示 芬芬+DC-DC滤波器滤波器#82典型开关器件典型开关器件-SCR 或或 IGBT（绝缘栅双极晶体管）（绝缘栅双极晶体管）典型开关元件数量典型开关元件数量-12 功率管功率管,12 辅助换向管（辅助换向管（SCR）(IGBT不需要辅助换相不需要辅助换相)逆变逆变DC直流直流交流交流输出滤波输出滤波器器#83l 典型开关器件典型开关器件 可控硅整流器可控硅整流器 (SCR)l 典型开关器件数量典型开关器件数量-24 功率管，功率管，24 辅助换向管辅助换向管逆变逆变DC输入输入滤波器滤波器交流交流输出输出#84#85#86M连连 续续 承承 接接 额额 定定 负负 载载 交流交流输入输入

33、#87MM#88l减少在负载中产生的谐波减少在负载中产生的谐波l降低因逆变器近似正弦波而产生的输出电压降低因逆变器近似正弦波而产生的输出电压 总谐波含量总谐波含量输入输入非线性负载非线性负载L1CL2#90UPS 模块模块电池电池系统系统CB1CB3CB2电池开关电池开关静态开关静态开关整流器输入整流器输入配置单输入系统#91UPS模块模块电池电池系统系统CB1CB3CB2电池开关电池开关静态开关静态开关旁路输入旁路输入整流器输入整流器输入#92市电市电备用发电机备用发电机自动转换开关自动转换开关UPS 模块模块电池电池三个开关组成的外置三个开关组成的外置维修旁路维修旁路负载负载#93RI I

34、RI I电池电池NCNO维修旁路维修旁路旁路旁路市电市电 备机备机 主机主机电池电池旁路旁路到负载到负载#94RI IRI I电池电池到载入到载入NC没有没有 维修旁路维修旁路旁路旁路市电市电 备机备机 主机主机电池电池旁路旁路#95RI IRI I电池电池到载入到载入NC 维修旁路维修旁路旁路旁路市电市电 备机备机 主机主机电池电池旁路旁路#96#97l充分利用双电源设备充分利用双电源设备l商业的目标商业的目标:7/24/365 不中断运行不中断运行l不中断负载电源完成电源系统维修不中断负载电源完成电源系统维修l排除单点故障排除单点故障l灵活的配电方式灵活的配电方式 l电源系统容错功能电源系

35、统容错功能UPS 电源能电源能100%保证保证 给关键负载连续供电？给关键负载连续供电？#98电池电池UPS系统系统控制柜控制柜静态静态开关开关交流输入交流输入UPSUPS关键母线关键母线维修旁路维修旁路开关盘开关盘#99电池电池UPS系统系统控制柜控制柜静态静态 开关开关交流输入交流输入UPSUPS关键母线关键母线维修旁路维修旁路开关柜开关柜#100电池电池UPS系统控制柜系统控制柜 静态静态开关开关交流输入交流输入UPSUPS关键母线关键母线维修旁路维修旁路开关柜开关柜#101电池电池UPS系统控制柜系统控制柜静态静态开关开关交流输入交流输入UPSUPS关键母线关键母线维修旁路维修旁路开关

36、柜开关柜#102旁路旁路MMU MMU MMUMMU MMU MMUSCC1SCC2旁路旁路ABLBS#104l可能导致电气设备发热（变压器，马达，等可能导致电气设备发热（变压器，马达，等等）等）l可能导致电子设备控制错误可能导致电子设备控制错误l可能导致应急发电机故障或参数错误可能导致应急发电机故障或参数错误l可能导致在设备配电系统中电压畸变可能导致在设备配电系统中电压畸变l引发线路和其他配电系统设备发生火灾引发线路和其他配电系统设备发生火灾#105l 电压谐波电压谐波 发电机发电机 逆变器逆变器 变压器变压器 电流失真电流失真l 电流谐波电流谐波 电压失真电压失真 变压器和马达变压器和马达

37、电弧炉电弧炉气体放电照明灯具气体放电照明灯具 静态电源变换器静态电源变换器l 马达启动马达启动l电池充电器电池充电器lUPSl馈电馈电#106l周期性的正弦分量周期性的正弦分量l基频的倍数基频的倍数l电压或电流波形不是希望得到的电压或电流波形不是希望得到的 50或或60 Hz 基波频率而是多种频率基波频率而是多种频率 波形的叠加波形的叠加#107010203040506070809010011012013014015016017018019020021001020304050607080901001101201301401501601701801902002100102030405060708

38、090100110120130140150160170180190200210010203040506070809010011012013014015016017018019020021060 Hz图图 1(a)420 Hz图图 1(c)300 Hz图图 1(b)非线性负载非线性负载图图 1(d)#10801020304050607080901001101201301401501601701801902002100102030405060708090100110120130140150160170180190200210负载电流负载电流谐波导致电压错误谐波导致电压错误理想电压理想电压#109单

39、相开关电源波形包括单相开关电源波形包括三次谐波序列（即奇次三次谐波序列（即奇次谐波是谐波是“三三”的倍数）的倍数）).THD116%1st3rd5th7th9th11th13th 谐波谐波6552422913129.8(%)#110三相线性平衡负载的中线电流ABCN#111在三相电源系统中三次谐波的中线电流ABCN#112相线相线中线接电源中线接电源计算机上的开关电源计算机上的开关电源/三次谐波三次谐波 相线相线相线接电源相线接电源六脉冲整流器六脉冲整流器 /五次和七次谐波五次和七次谐波#11312 脉冲整流器波形脉冲整流器波形,11次和次和13次谐波次谐波#114 5 th-300 Hz 7

40、 th-420 Hz11 th-660 Hz13 th-780 Hz30 th +-1800+Hz 6 脉冲整流器脉冲整流器6 阶梯波逆变器阶梯波逆变器12 脉冲整流器脉冲整流器12 阶梯波逆变器阶梯波逆变器PWM（脉宽调制）（脉宽调制）逆变器逆变器#115l标准变压器设计标准变压器设计供给基波电流供给基波电流l谐波电流对标准变压器的影响谐波电流对标准变压器的影响4增加变压器的负荷增加变压器的负荷4影响趋肤效应中的导电外层影响趋肤效应中的导电外层4增加发热量增加发热量4变压器故障变压器故障#116电源调整器电源调整器非线性负载非线性负载市电电源市电电源输入电流输入电流负载电流负载电流输入电压输

41、入电压输出电压输出电压#117截流三次序列谐波（截流三次序列谐波（3次，次，9次，次，15次，等等）次，等等）电流在角形绕组中电流在角形绕组中 提供提供 30 度相移度相移#118典型无源谐波滤波器输入输入输出到非输出到非线性负载线性负载L1CL2#119有源谐波有源谐波滤波器滤波器非线性负载非线性负载市电市电已校正的电源电流已校正的电源电流负载电流负载电流滤波器电流滤波器电流#120 30 度相移消除度相移消除 5th,7th,17th,19th,等等谐波电流等等谐波电流 角接原边绕组消除角接原边绕组消除 三次序列三次序列(3rd,9th,等等)谐波电流谐波电流输入输入输出输出#1输出输出#2