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零地电压对UPS的影响分析

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2013/1/18 17:37:37   

  所属频道:  电网    关键词:  UPS 零地电压

零地电压偏高会不会就是"致命弱点"呢?本来一般用户一提零地电压就谈虎色变。问题的提出者又火上加油,更把它提高到"致命"的高度。关于零地电压的影响问题,笔者已在多篇文章和书籍中有详细叙述,不妨在这里再叙述一下。

形成干扰必须具备三大因素:干扰源、传递干扰的途径和受干扰的设备。这三者缺一不可,讨论就从这三者入手。山零地电压是不是干扰源如果证明零地电压确实是干扰源,零地电压干扰负载甚至是"致命"的弱点这个结论就可能成立,高频机型ups零地电压偏高的影响也罪责难逃。为了说明零地电压,先得要弄清楚零地电压是什么。零地电压指的是负载下端和地之间的电压。理想的接线方法在零线上是没有电流的,它只是一个参考点,所以整条零线上就是一个零电位。一般零线和地线在交流市电的源端(比如变电站)是接在 一点并且接地的。这样一来就可以看出,所谓零地电压就是零线电流和零线电阻共同形成的零线电压。以A相电源UA为例,很明显,如果此时负载开关S是断开的,就没有负载电流,即IA=0,那么零线上也没有电流,当然零线上也没有压降,零地电压也为零。

当开关S闭合后,负载电流IA从UA出发就沿箭头方向通过开关S→负载→零线→电阻→回到昆形变压器的中点0。值得注意的是负载电流IA先是流过负载,从负载出来后,才进入零线回到中点,换句话说负载电流IA在负载上做功在先,经过零线在后,即零线上的压降是做完功的回程电流在零线上留下的印记。难道说这个印记还会反回去将做过功的结果再给反过来!比如是驱动一个步进马达,开关S闭合一下,马达就动一下,而后就在零线上出现一段零地电压,难道这段零地电压还可再回去不让马达动作或使其动作不正常?这里有一个基本概念:实际上零地电压是和负载动作同时出现和同时消失的,不存在影响后面动作的问题。

还有人说零地电压可导致有些负载出现误码或丢码。这又是一个基本概念问题。众所周知,UPS供出的交流电压是给包括计算机在内的电子设备内部电源的,这个内部电源的任务就是将交流电压变换成内部电路所需的直流电压,而且电子设备的内部电路只和本机的电源打交道,所以本机电源的质量好坏才直接影响着本机电路的工作质量。负载的误码不误码和UPS没有任何关系,因为那是负载设备内部电源的事情。所以在这里零地电压不是干扰源。

(2)传递干扰的通道:零地电压传递到负载

假设零地电压是千扰源,现在看一看它如何能加到负载上去。在这里取出UPS中的一相电压UA。作为例子。将零线上的分布电阻用集中参数RN代替,负载电阻是RL,于是负载和零线就是跨接在电源UA两端的两个串联的阻抗。两个阻抗上的电压之和就是电源电压,即UL+UN=UA。

两个电阻上流过同一个电流fA,由于零线敷设完毕后,零线电阻就是个不变的定值,就是电阻负载,对外不会产生任何影响。当然会有人说:流过零线的还有谐波电流,如图中虚线箭头所示。是的,尽管有谐波电流流过,尽管也会使零线上压降有所变化,一方面与220V相比是微乎其微,另一方面,因其流向不会倒流到负载。零线上电压降的变化对负载没有任何影响,零线对地的电位就好像浮在水上的船,负载就好像坐在船上的人,水涨船高,坐在船上的人本身不会受影响。

还有人提出:既然RL和RN是分压关系,会不会由于RN上分压太多而影响负载的正常工作呢?一般说任何负载部允许输人电压变化土10%而220V的士10就是士22V,在零线上出现22V的压降几乎是不可想象的,如果真有这么大的零线压降那肯定是出问题了。因为在UPS机柜范围内的零线汇流排上,正常情况下一般绝不会出现3V以上的压降,一般都小于lV。还有一种情况就是:由于UPS输出端的低通滤波器特性不好,有一部分高次谐波流人负载。其实这也无妨,负载机器的内置电源输入端郡接有滤波器,首先将高次谐波拦截,第二级就是整流滤波器进行拦截,第三级就是直流变换器。这三道大门可将任何高次谐波甚至干扰关在门外或给予消除。正因为负载内部电源具有如此强大的功能,给零地电压扣上“干扰负载”的帽子,实在是无中生有。就是说,没有任何一条道路能把零地电压和干扰加到负载上去。更何况零地电压不是干扰源。当然,空间干扰就是另一回事,不属于这里讨论的范畴。

来源:21ic
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