电力系统用三相UPS的设计

电力系统用三相UPS的设计

电力系统用三相UPS的设计
1引言

在电力系统中，为了保证对供电可靠性要求较高的重要设备能正常工作，发电厂、变电
站均应安装UPS。随着电力电子技术的发展，对容量要求也越来越大，大容量的UPS都是
三相的[1],因此对三相UPS的需求也逐渐增多。
发电厂、变电站都有直流操作电源系统，为了充分利用直流操作系统中蓄电池所存储的
能量，用于电力系统的UPS应该保证能够在直流220V/110V输入情况下输出所需交流电能
，这就要求用于电力系统的UPS有很宽的电压输入范围，一般为100V～300V。
在电力系统中，通常要求交、直流供电系统能保证良好的隔离，因此要求UPS系统带输出
隔离变压器。因为直流母线的220V输入电压经SPWM逆变器后不能得到220V的交流输出，
所以采用输出隔离工频变压器进行升压后再输出。
此外，电力系统发电厂、变电站内向外发送电磁干扰的噪声源较多。由于电动机、继电
器、输配电线等都可能会产生电磁干扰，所以要求用于电力系统的UPS具有很强的抗干扰
能力。
2系统结构
与一般的UPS不同的是，用于电力系统的UPS内不再含有电池，从直流母线输入220V/110
V电压。系统结构如图1所示。输入接直流母线和三相四线380V市电，输出为稳压稳频的
三相380V正弦交流。用于电力系统的三相UPS主电路包括：整流器、起动电路、三相逆变
器、三相隔离变压器、静态开关和滤波器等。
整流器将三相交流市电转换为直流电压，起动电路对直流上电过程进行限流，防止起动
过程的大电流冲击损坏器件；三相逆变器把直流输入变换为稳压、稳频的三相正弦交流
输出；三相逆变器的输出经三相隔离变压器升压，并通过LC低通滤波器进行平滑滤波，
滤除高频谐波，然后经静态开关接到输出。三相隔离变压器有两个作用：一是升压，将
三相逆变器输出的相电压由110V变换为220V。二是隔离，将逆变器