林 伟

（民航福建空管分局，福建 福州 350209）

0 引 言

高频整流UPS中，不同厂家、不同型号的UPS，对于零线的处理原理是不同的[1]。但是，就零线存在与否对UPS正常工作的影响以及输入零线突然中断时的相应防范措施而言，基本可分为如下两类。

1 带电容分压的高频整流UPS

图1为带电容分压的高频整流UPS线路。

图1 带电容分压的高频整流UPS线路

带电容分压的UPS通常直流母线的电压较高，一般都高达800 V以上，然后采用两个串联电容将800 V的电压分成两个400 V，同时从两个电容的连结点接出零线，该零线在UPS的端接头与旁路市电的输入零线短接在一起。该零线具有两个作用，（1）实现对分压电容的中性点电压钳位，（2）系统转旁路时提供单相负载的电流通路。该类UPS在市电零线中断时，通常其总的直流母线电压依然能保持在正常工作水平，但是由于系统的输出线处于悬浮（Floating）状态，受负载平衡度的影响，其上、下电容的电压可能会偏离额定电压，导致单侧电容电压出现过压，并导致机器自保护关机的现象。例如，伊顿93e、伊顿9390、Sxxx7000及Exxx NX UPS都属于这种结构的UPS。

民航福建空管分局有两台伊顿9390 40 kVA 1+1冗余并机UPS于2018年8月8日发现1#机的负载量为24%，而2#机的负载量为4%左右；但是正常情况下，两台的负载量都为10%左右，偏差不大。因此，判定当前负载均分严重不平衡。因为伊顿9390 UPS 1+1冗余并机的两台主机负载不均分不超过40%，所以动力监控软件和UPS历史记录不会有记录，UPS不会发生任何告警。但是当该型号UPS 1+1冗余并机的两台UPS不平衡度超过40%，就会发生告警，甚至保护关机。由于当天岗位人员要对设备进行例行日维护，在现场通过UPS面板显示的数据及时发现了两台并联UPS负载不均分的情况，即刻对2台UPS进行停机检查。经检查发现，1#机输出R相交流电容有鼓包现象，且电容量明显下降。经更换电容备件后，1#机开机启动恢复正常运行，同时加固输入零线连接头的接触强度，避免零线接触不良的情况。

对于该类UPS，如果供电环境无法保证零线的接入可靠性，解决方法是需要在市电正常模式下识别零线状态。若出现零线异常，及时报警或切换到电池模式工作，并能自动调节正负电压的平衡度。

2 不带电容分压的高频整流UPS

图2为不带电容分压的高频整流UPS线路。

图2 不带电容分压的高频整流UPS线路

不带分压电容的UPS的直流母线电压通常为620 V左右，没有中心电容分压，采用四桥臂变换逆变器，其零线直接接在两个IGBT管的中间，产生一个零桥。该零线在UPS的端接头与旁路市电的输入零线短接在一起。但是该零线仅起到系统转旁路时提供单相负载的电流通路的作用，而没有分压电容中性点的钳位作用。该类UPS在市电零线中断时，系统的输出线同样处于悬浮（Floating）状态，但是其逆变器的输入电压完全取决于总直流母线电压。只要直流母线电压依然保持恒定，系统就能保持正常的带载工作[2]。市场上仅有伊顿的9395采用这样的电路结构。

3 结 论

在高频整流UPS系统中通常不配备隔离变压器，其电源输出零线与市电输入零线共用；如果零线不稳定，势必影响UPS系统的正常运行，所以要时刻监测零线运行状态，发现异常时需要有UPS自动转电池模式且自动调整正负电压平衡度的机制。此外，可运用增加一对IGBT逆变桥的技术，形成四桥臂变换逆变器，UPS输出零线由逆变器生成，与输入市电零线无关，从而确保输出零线不受外部供电环境的影响。