關(guān)于工頻機型的UPS零線(xiàn)和零地電壓的幾個(gè)誤解

電器或負載的電壓為220V，零線(xiàn)的作用就是與火線(xiàn)(相線(xiàn))形成220V的相電壓。UA、UB和UC就是火線(xiàn)，也稱(chēng)相線(xiàn)?；鹁€(xiàn)之間的電壓是380V，稱(chēng)為線(xiàn)電壓;與零線(xiàn)N之間的電壓是220V，稱(chēng)為相電壓。二者之間具有根號的關(guān)系，即線(xiàn)電壓UAB=UBC=UCA=UAN=UBN=UCN

這個(gè)電流只能在火線(xiàn)之間流動(dòng)，比如以UA和UB為例，原來(lái)220V的負載RA和RB就變成了在380V下這兩個(gè)負載的串聯(lián)分壓，比如RB負載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)負載RA上各分得電壓根據式(2)算得就是317V，該負載必然會(huì )被燒毀!

從上述現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(xiàn)也經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)。至今沒(méi)有一個(gè)廠(chǎng)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 )導致后面負載的故障，而且因此而燒毀負載的原因往往無(wú)處查找。所以采用四極開(kāi)關(guān)的隱患一定要重視。

對工頻機型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)：高頻機型UPS當零線(xiàn)斷開(kāi)而正好轉旁路時(shí)，就不能正常供電了，但由于工頻機型UPS有輸出變壓器，仍可以正常供電。提出這的根據是輸出變壓器的次級繞組零點(diǎn)仍然和火線(xiàn)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。

似乎工頻機型UPS的這個(gè)特點(diǎn)當真存在一樣。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)變壓器對負載而言是一個(gè)電壓源，當負載轉到旁路供電時(shí)，逆變器已經(jīng)關(guān)閉了，這個(gè)變壓器就同RA、RB和RC一樣變成了負載。它的次級繞組阻抗(包括初級的反射阻抗)X1、X2和X3分別成了與RA、RB和RC的并聯(lián)環(huán)節，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)次級繞組電壓都是穩定的220V，不受負載影響，零點(diǎn)永不漂移。而在旁路供電時(shí)，三個(gè)次級繞組電壓受各自并聯(lián)負載的影響，不能保證穩定不變，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(xiàn)斷開(kāi)而旁路供電時(shí)，工頻機型UPS仍能保證正常供電的說(shuō)法是沒(méi)有根據的，這個(gè)假設在一般情況下是不成立的。

但由一種情況工頻機型UPS仍能保證正常供電，那就是將輸出變壓器次級接地時(shí)，這是因為一般變電站在將11kV變?yōu)??380V/220V時(shí)，三相四線(xiàn)制變壓器的零點(diǎn)在變電站就接地了。因此如果地線(xiàn)不斷也就相當于零線(xiàn)仍然沒(méi)斷開(kāi)。

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

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

又一種對零地電壓的誤解

另有一種對高頻機型UPS的指責是：當零線(xiàn)斷開(kāi)時(shí)，高頻機型UPS的零地電壓升高。這又是一個(gè)誤區：眾所周知，零地電壓就是零線(xiàn)上的電壓。在圖4中零地電壓就是電源電流在負載上作完功后，返回到N點(diǎn)時(shí)與零線(xiàn)電阻形成的壓降。假如零線(xiàn)在點(diǎn)d斷了，由于原來(lái)的電流也沒(méi)向d點(diǎn)流動(dòng)，所以如果負載不變，那么此時(shí)的零線(xiàn)電壓也沒(méi)變，為什么測量出來(lái)高了呢?實(shí)際上是測量的錯誤，因為如圖4所示，既然零線(xiàn)在d點(diǎn)斷了，那么輸出的零點(diǎn)也就懸空了，測量一個(gè)懸空點(diǎn)與地之間的電壓，這本身就是個(gè)常識問(wèn)題。比如搬來(lái)一個(gè)蓄電池放到桌子上，用電表測量蓄電池的負極到地的零地電壓，也會(huì )有數值的，尤其是當空氣濕度比較大的時(shí)候。而且用不同的儀表測出的結果也不同，這是其一。其二，工頻機型UPS的輸出變壓器由于其次級已經(jīng)接地，所以零線(xiàn)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載的途徑。所以在零地電壓上指責高頻機型UPS是沒(méi)有必要的。