双变流器串并联补偿式UPS的工作原理图。图中变流器Ⅰ和Ⅱ都是双向AC←→DCSPWM变流器，其直流侧接蓄电池Eb(其内阻等效为理想的恒定电阻Rb)和电容C。变流器I经电感L1和变压器T输出电压Δv串接在电源电压vs和负载电压vL之间，称之为串联补偿变流器。其输出的补偿电压由两部分组成：

Δv=Δvl+Δvh，Δvh为谐波补偿电压，它与交流电源中的谐波电压vsh大小相等，但方向相反；Δvl为基波电压补偿量，补偿电源电压基波Δvsl与负载电压额定值vR的偏差。所以变流器I提供的补偿电压Δv既抵消vs中的谐波vsh，又补偿基波电压vsl,使负载电压vL成为与电源基波电压vsl同相的正弦波额定电压vR。

变流器Ⅱ经L2、C2滤波后并接在负载两端，称之为并联补偿变流器。若负载为非线性负载，则负载电流iL由基波有功电流iLP、基波无功电流iLQ和谐波电流iLh3部分组成。对变流器Ⅱ进行实时控制，可使它输出至负载的电压为正弦波额定电压vR，并向负载输出电流i3=iLQ+iLh+(iLP-is)。其中iLQ、iLh补偿负载无功和谐波电流，使电源仅向负载输出基波有功电流is，而负载的有功电流iLP则由交流电源(is)和变流器Ⅱ(i2d)共同提供。

在非线性负载、电源电压高于或低于额定值vR且含有谐波电压时，这种UPS通过串、并联补偿变流器的共同作用，可使负载电压vL补偿到与电源电压同相的额定正弦电压vR，避免了网侧谐波电压对负载的影响；同时电源仅输入基波有功电流is，功率因数近乎为1，克服了传统双变换在线式UPS因输入整流部分所带来的输入功率因数较低的缺点。通常电源基波电压偏离额定值小于±15%，因此变流器Ⅰ仅补偿Δv ≤±15%的额定电压，其容量仅为系统容量的20%左右。

正常时,市电与双变流器共同对负载供电，两变流器的最大功率强度只有负载功率的20%，相对始终在100%负载功率下工作的传统双变换在线式UPS而言，不仅整机效率高，功率器件损耗小，寿命长，可靠性高，而且有足够的功率裕量去应付特殊的负载(冲击负载、瞬间过载等)，因此输出能力得到很大的增强，相同容量的造价也降低了。一旦市电停电，变流器Ⅱ从蓄电池获取电能继续不间断的对负载供电；当电网正常后，重新恢复市电与双变流器共同对负载供电，在正确的控制策略作用下，可以实现输出电压无间隙、无突变。

差动继电器的工作线圈并联在电流互感器的二次端子上。在正常运行或外部故障时，两侧的二次电流大小相等，方向相反，在继电器中电流等于零，因此差动保护不动作。不平衡电流的产生有稳态和暂态二方面。稳态不平衡电流产生的原因:（1）变压器高低压侧绕组接线方式不同;（2）变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同;（3）带负荷调分接头引起变压器变比的改变。暂态不平衡电流主要是由于变压器空载投入电源或外部故障切除，电压恢复时产生的励磁涌流。

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