电力专用逆变电源的设计

    摘要：电力专用逆变电源是针对电力系统应用特点而设计制造的，其输入接在直流 220V
或

110V 母线上，可作为发电厂、变电站的专用 UPS 使用，给微机、通讯、载波或其它设备提

供可持续的不间断电源。

 

　　关键词：电力专用逆变电源；不间断；

UPS 

　　逆变电源作为电力系统中提供电源的设备，为发电厂和变电所中的监控主机、备机、前
置机、五防设备、通讯载波设备、视频监控设备和远动通讯设备提供不间断电源，在发电厂、
变电所中具有重要地位。当系统检修或因故障临时或突然停电时，具有与

UPS 同样的功能，

能够不间断为调度主站、集控站等提供厂站设备的实时监测信息，保证了数据的实时性、可
靠性，为电力调度指挥提供了充分保证。在电力系统中是不可或缺的设备。

 

　　

1 概述 

　　本文所述的电力专用逆变电源采用

16 位微处理器和高可靠性的智能功率模块。设备结

合现代数字化设计理念，采用了人性化的设计，面板用液晶来循环显示装置的输出电压和
电流，且设备在旁路运行、逆变运行、逆变故障和直流异常时皆有指示灯来指示运行状态。电
压变换部分用变压器隔离，具有响应速度快，抗冲击能力强，逆变、市电自动转换等特点，
而且因为电源设计采用变压器隔离措施，使直流输入、交流输出相互隔离，使设备的电能质
量和可靠性得到有效提高。此外模块采用智能设计，具有直流欠压、过流、过温保护及故障指
示功能；电路的特殊设计，使得它的能量源直流电压输入无极性要求，避免因极性接错而
损坏设备的事情发生，为用户提供了使用上的便利性。

 

　　

2 技术参数 

　　电力专用逆变电源可在环境温度

0

℃至+45℃、相对湿度≤90%、大气压力 86kPa ～

106kPa 的环境使用，同时要求周围环境无强烈震动和冲击、无强电磁场干扰、无严重尘埃、
无引起爆炸的危险介质、导电颗粒和严重霉菌，以保证其运行可靠，使用寿命达到预期。它
的输入电源有两种：直流电源和市电交流，且对直流电的输入域度要求很宽。市电从旁路输
入，输入电压允许范围

 ：单相 AC 220V±20% 。直流输入电压可以是 220V 或 110V 两种，

220V 电压输入的模块电压允许范围为 187 V～275V，而 110V 电压输入的模块电压允许范
围为

94V～138V。输出额定容量可以是 0.5kVA、1.0kVA、2.0kVA 或根据用户需求定制。交流

输 出 额 定 容 量 ：

0.5KVA  或 1.0KVA  或 2.0KVA  或 根 据 用 户 需 求 定 制 。 输 出 电 压 ：

AC220V±5%，输出频率：50Hz±1%。具有较强的带载能力，最高可达到 9A 以上，线性负
载情况输出波形失真率（

THD）小于 5%，负载变化由空载到满载的动态响应也小于 5%。 

　　

3 原理设计 

　　电力专用逆变电源设备由输入缓启动单元，

SPWM 逆变单元，逆变、旁路切换单元，

输出滤波单元，内置监控单元构成。它集合了微机测控、变压器技术于一体，具有精度高、响
应快、可靠性好、无波形畸变等特点，可作为发电厂、变电站的专用

UPS 使用。它的直流输入

220V 或 110V 经过缓启动单元和滤波电路后，采用双极性正弦波脉宽调制方式（ SPWM）
对逆变器进行控制，将平稳直流变换为脉宽调制输出的交流，该交流基波频率为所需要的
电源输出频率。逆变器输出的脉宽调制波经输出

LC 滤波电路滤波，变压器变压隔离后，输

出所要求的正弦波交流电。

SPWM 脉宽调制电路根据电源和负载当直流母线电压处于正常

范围时，经滤波、隔离后，经过逆变部分产生标准的

220V 正弦波电压向负载供电。逆变器

供电状态时，输出为稳压、稳频状态。当逆变器故障或者直流系统故障时，将由逆变供电状
态转向由旁路供电状态，此时输出为旁路输出状态，不稳压、不稳频。假如关掉后面板上的
逆变输出的船形电源开关，也将转向由旁路供电的状态。设计时设备还充分考虑了输入输出
过载等的保护情况，具有较强的过载能力。逆变运行时，负载功率超过额定的

105%时，延

时

90±3s 后关断逆变输出，超过额定的 120%时，延时 10±2s 后关断逆变输出，需关机才能