旁路运行方式的优化方案

在国家标准中对旁路运行方式是这样描述的：

UPS的旁路运行方式（bypass mode of UPS operation）即UPS由旁路向负载供电的运行状态。

UPS由正常运行方式转为旁路运行方式，主要有两种可能性。

（1）负载过载，即超过UPS所规定的功率值，以及过载所容许的时间。例如：一般过载125%可容许的时间为10 min等。

（2）逆变器故障，不能工作。

在这两种情况下，UPS由逆变器工作状态转换为旁路运行工作。

UPS在旁路运行方式下的电路如图6-18所示，在UPS由逆变器工作转为旁路运行，或者由旁路转回逆变器工作时，存在一个转换的问题。为了保证负载的稳定运行，要求在转换过程中电源供给是不间断的，这也是要求逆变器与旁路电源同步运行的原因。由于UPS的电路结构不同，主要有下列两种情况。

1.逆变器输出为静态开关

如图6-18所示，当UPS的控制电路在执行转换操作命令时，它首先发出控制命令，立即封锁原来处于导通状态中的静态开关中的可控硅的控制极触发脉冲。与此同时，随时检测流过该可控硅的电流，当控制电路发现流过该可控硅的电流过零时，立即向原来处于关断状态的静态开关中的可控硅控制极发送触发脉冲，从而实现在两个静态开关之间的转换操作。

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图6-18　UPS在旁路运行方式下的电路

在转换过程中，存在原导通的可控硅电流过零与新导通的可控硅完全导通之间的中断，但因快速可控硅的导通时间仅是微秒级的，所以，在技术上实现了不间断的转换。

2.逆变器输出为接触器

如图6-19所示，图中的K为接触器的接点，它只起隔离作用，不起切断负载的作用。

图6-19　逆变器输出为接触器

由旁路市电向逆变器转换：UPS在旁路运行状态，即旁路静态开关可控硅是导通的，逆变器空载工作，接触器是断开的。在实行转换时，控制电路首先向接触器发出闭合命令，接触器80～100 ms动作，此时UPS逆变器与旁路市电同时向负载供电。在控制电路检测旁路可控硅电流过零时，将其关断，完全由逆变器向负载供电。这种“先合后断”的转换方式，会有两个电源同时向负载供电，会产生环流，最长时间不超过10 ms。

由逆变器向旁路市电转换：控制电路向逆变器（或逆变器已因故障而停止工作）和按触器发出“关断”命令的同时，也向旁路静态开关发出“闭合”命令。因接触器关断响应较慢（80～100 ms），静态开关可控硅导通时间是微秒级，在旁路静态开关已导通，而接触器尚未断开的过渡期间，由于逆变器已关断而接触器尚未真释放，逆变器的输出滤波电容上的残剩电压与旁路市电电源同时供电，时间约20 ms。

UPS在旁路运行时，市电直接向负载供电，但由于事先设定了旁路电源的电压范围和频率范围，也就限定了市电变动的范围。但无论如何，此时负载失去了对电源超差（包括停电）和各种干扰的保护，因此处于危险状态。

若因负载过载而转旁路，当UPS检查过载消失后，会等待一定时间，然后自动重新转回逆变器运行。若因逆变器工作不正常而转旁路，当UPS检查逆变器工作正常后，也会等待一定时间，然后自动重新转回逆变器运行。