隔离变压器在数据中心UPS系统中的作用(8)

隔离变压器在UPS中作用

图6

即使不连接整流器输入中性线，循环电流仍可能存在

在具有RCD保护的双主线系统中，必须总有变压器位于主线路径之一上。去除整流器中性线连接不足以防止循环电流出现

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资源链接

第75号白皮书

比较 UPS 系统设计配置方案

隔离变压器在数据中心UPS系统中的作用

电源供电时，就需要变压器。应注意，有些双电源进线系统有两个电源输入，这两个输入由采用公共零线的电源进行供电的，这些情况下不需要变压器。

第四项功能，防止出现可能导致RCD或其它安全系统非必要激活的循环电流，也与电源被组合的情形有关，例如在双输入配置中。当独立引出的零线被相互连接时，零线之间总是会出现循环电流，但如前段所指出的，法规不允许这样做，因此不应出现问题。但即使UPS是由两个引自同一零线的输入供电时，循环电流也可能出现。因此，在整流器零线和旁路零线连接均配置在UPS上的任何系统中，电源回路上的任何RCD保护都将非必要地激活。整流器电源、UPS模块输出或旁路内需要有隔离变压器，以防止RCD激活。

首先，似乎如果整流器输入零线连接能够省略，循环电流问题就应被解决。实际上，所有按双输入设计的UPS系统均被设计为在没有整流器零线连接条件下运行；UPS输入整流器在输入相线之间吸收电力，不需要零线连接即可运行。只要整流器电源已接地，就不需要配备整流器零线。由于不再有任何整流器零线连接，似乎循环电流不会再出现了。然而遗憾的是，尽管人们普遍认为整流器上没有零线连接就可消除循环电流，但事实并非如此。

图6所示为整流器电源零线未被连接的双进线UPS系统配置。红色线表示仍然存在的循环电流，但它不流经整流器零线，而是流经UPS模块。任何有输出零线的UPS逆变器模块都将向输出零线母线上注入超出负载所需的任何零线电流的电流。这种“过大”的零线电流是逆变器运行的副作用，由电抗性负载、非线性负载以及负载电流的不平衡所导致。这种“过大”的零线电流不会被IT负载消耗，而是会通过旁路零线返回输入电网。此电流在正常情况下可能比较小，但在各种负载不平衡或输入电压不平衡情况下可能变大。如果旁路输入电源带有RCD保护（在某些国家、某些情况下是强制要求），这些保护设备会将此零线电流检测为超预期电流，并将其误认为地线故障，故可能切断系统。由此就产生了数据中心电源系统设计的一个非常重要的原则：在具有RCD保护的双进线系统中，必须总有变压器位于输入路径之一上的某处。去除整流器零线连接并不足以防止循环电流出现。

在此应明显看出，双进线配置在接地和变压器使用方面有着远远超出其它配置的最复杂的问题。许多错误发生在应用变压器以及对双输入系统的适当接地中，这些错误经常会导致间歇中断和意外停机。这些问题在单输入系统（有或没有旁路）中得以简化。双输入系统的选择经常不会考虑这些复杂因素，而单输入系统可能会是更好的选择，因为在设计和安装中可能出现错误的因素较少。单输入配置可能会是可靠且节约成本的选择，因为双输入配置的理论可靠性优势在实践中并不总能实现。正因为如此，即使是在非常大型的超高可用性数据中心内，也经常采用单输入配置，特别是在通过双母线或N+1台UPS配置实现冗余的情况下。

并联或其它冗余配置

前文中对三种基本UPS配置中变压器应用的说明是假定UPS系统包含一个单一的UPS模块。然而，常见的情况是，数据中心电源系统包含多个UPS系统，而各UPS系统又包含多个UPS

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