關(guān)于工頻機(jī)型的UPS零線和零地電壓的幾個(gè)誤解

電器或負(fù)載的電壓為220V，零線的作用就是與火線(相線)形成220V的相電壓。UA、UB和UC就是火線，也稱相線。火線之間的電壓是380V，稱為線電壓;與零線N之間的電壓是220V，稱為相電壓。二者之間具有根號(hào)的關(guān)系，即線電壓UAB=UBC=UCA=UAN=UBN=UCN

這個(gè)電流只能在火線之間流動(dòng)，比如以UA和UB為例，原來(lái)220V的負(fù)載RA和RB就變成了在380V下這兩個(gè)負(fù)載的串聯(lián)分壓，比如RB負(fù)載RA上的壓降：

從這里可以看出一個(gè)問(wèn)題，如果RA=RB，兩個(gè)負(fù)載上各分得電壓190V，尚可正常工作。但如果RB值很小，比如RA=5RB，這種情況并不少見(jiàn)，此時(shí)負(fù)載RA上各分得電壓根據(jù)式(2)算得就是317V，該負(fù)載必然會(huì)被燒毀!

從上述現(xiàn)象可以引申出另一個(gè)問(wèn)題，如果采用四極開(kāi)關(guān)或斷路器將零線也經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)。至今沒(méi)有一個(gè)廠家可以承諾開(kāi)關(guān)的四個(gè)極可以同時(shí)閉合或開(kāi)斷，這樣一來(lái)，當(dāng)開(kāi)關(guān)合閘時(shí)，如果零極最后實(shí)際閉合或拉閘時(shí)，零極首先斷開(kāi)都會(huì)導(dǎo)致后面負(fù)載的故障，而且因此而燒毀負(fù)載的原因往往無(wú)處查找。所以采用四極開(kāi)關(guān)的隱患一定要重視。

對(duì)工頻機(jī)型UPS輸出變壓器的誤解

基于上述的討論就有人提出了警告說(shuō)：高頻機(jī)型UPS當(dāng)零線斷開(kāi)而正好轉(zhuǎn)旁路時(shí)，就不能正常供電了，但由于工頻機(jī)型UPS有輸出變壓器，仍可以正常供電。提出這的根據(jù)是輸出變壓器的次級(jí)繞組零點(diǎn)仍然和火線形成220V供電電壓。乍一看也是這么回事，除了三個(gè)旁路電壓加上以外，供電的樣子并沒(méi)有改變。

似乎工頻機(jī)型UPS的這個(gè)特點(diǎn)當(dāng)真存在一樣。實(shí)際上并不如此簡(jiǎn)單，這里的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是持此種說(shuō)法的人把兩種情況下的輸出變壓器作用混為一談了。在正常工作時(shí)這個(gè)變壓器對(duì)負(fù)載而言是一個(gè)電壓源，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)到旁路供電時(shí)，逆變器已經(jīng)關(guān)閉了，這個(gè)變壓器就同RA、RB和RC一樣變成了負(fù)載。它的次級(jí)繞組阻抗(包括初級(jí)的反射阻抗)X1、X2和X3分別成了與RA、RB和RC的并聯(lián)環(huán)節(jié)，如圖3所示。在這里X1=X2=X3，而RA、RB和RC在一般情況下卻不相等。

在UPS正常供電時(shí)，由于逆變器的工作，輸出變壓器的三個(gè)次級(jí)繞組電壓都是穩(wěn)定的220V，不受負(fù)載影響，零點(diǎn)永不漂移。而在旁路供電時(shí)，三個(gè)次級(jí)繞組電壓受各自并聯(lián)負(fù)載的影響，不能保證穩(wěn)定不變，這樣一來(lái)，該變壓器的零點(diǎn)也就不能保持不漂移。因此在零線斷開(kāi)而旁路供電時(shí)，工頻機(jī)型UPS仍能保證正常供電的說(shuō)法是沒(méi)有根據(jù)的，這個(gè)假設(shè)在一般情況下是不成立的。

但由一種情況工頻機(jī)型UPS仍能保證正常供電，那就是將輸出變壓器次級(jí)接地時(shí)，這是因?yàn)橐话阕冸娬驹趯?1kV變?yōu)??380V/220V時(shí)，三相四線制變壓器的零點(diǎn)在變電站就接地了。因此如果地線不斷也就相當(dāng)于零線仍然沒(méi)斷開(kāi)。

出了高頻機(jī)型UPS零線斷開(kāi)與旁路供電時(shí)的情況。在此情況下和工頻機(jī)型UPS一樣供電也不會(huì)正常，不再重復(fù)。

對(duì)于高頻機(jī)型UPS而言，如果將從兩直流電源間的引出線接地，在零線斷開(kāi)與旁路供電時(shí)也能正常供電，這和工頻機(jī)型UPS的情況一樣。

又一種對(duì)零地電壓的誤解

另有一種對(duì)高頻機(jī)型UPS的指責(zé)是：當(dāng)零線斷開(kāi)時(shí)，高頻機(jī)型UPS的零地電壓升高。這又是一個(gè)誤區(qū)：眾所周知，零地電壓就是零線上的電壓。在圖4中零地電壓就是電源電流在負(fù)載上作完功后，返回到N點(diǎn)時(shí)與零線電阻形成的壓降。假如零線在點(diǎn)d斷了，由于原來(lái)的電流也沒(méi)向d點(diǎn)流動(dòng)，所以如果負(fù)載不變，那么此時(shí)的零線電壓也沒(méi)變，為什么測(cè)量出來(lái)高了呢?實(shí)際上是測(cè)量的錯(cuò)誤，因?yàn)槿鐖D4所示，既然零線在d點(diǎn)斷了，那么輸出的零點(diǎn)也就懸空了，測(cè)量一個(gè)懸空點(diǎn)與地之間的電壓，這本身就是個(gè)常識(shí)問(wèn)題。比如搬來(lái)一個(gè)蓄電池放到桌子上，用電表測(cè)量蓄電池的負(fù)極到地的零地電壓，也會(huì)有數(shù)值的，尤其是當(dāng)空氣濕度比較大的時(shí)候。而且用不同的儀表測(cè)出的結(jié)果也不同，這是其一。其二，工頻機(jī)型UPS的輸出變壓器由于其次級(jí)已經(jīng)接地，所以零線斷開(kāi)后(等于沒(méi)斷)零地電壓不變。其三，零地電壓并不是干擾源，二也沒(méi)有傳遞零地電壓到負(fù)載的途徑。所以在零地電壓上指責(zé)高頻機(jī)型UPS是沒(méi)有必要的。