UPS的選型及運行方式

雷明慧

【摘要】隨著信息技術(shù)的不斷進步，使用者對交流電源供應(yīng)系統(tǒng)的要求越來越高。采用適合現(xiàn)場使用工況的UPS，能對負(fù)載的運行發(fā)揮很好的作用，能消除安全的隱患。但在選用UPS系統(tǒng)供電時，不但要滿足實用、可靠，還要考慮各種結(jié)構(gòu)UPS的局限性和不足之處。

【關(guān)鍵詞】UPS電源；選型；運行方式

Type selection and operation mode of UPS

Lei Ming-hui

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】With the continuous progress of information technology， the demand of AC power supply system is higher and higher. Using UPS suitable for field operation， it can play a good role in the operation of the load， and can eliminate the hidden dangers of safety. But when using UPS system power supply， not only to meet the practical and reliable， but also to consider the limitations and shortcomings of various structures UPS.

【Key words】UPS power supply；Type selection；Operation mode

前言：本文論述了UPS電源的主要功能、技術(shù)指標(biāo)、UPS分類、運行方式等，以滿足使用者的可靠使用及便捷的維護。

1. UPS的主要功能

（1）實現(xiàn)電網(wǎng)與用電器之間的隔離；

（2）實現(xiàn)兩路電源的不間斷切換；

（3）提供高質(zhì)量電源；

（4）電壓變換和頻率變換功能；

（5）停電后提供后備時間。

2. UPS技術(shù)指標(biāo)

隨著UPS產(chǎn)品的技術(shù)不斷發(fā)展與完善，現(xiàn)在UPS產(chǎn)品已日趨成熟?，F(xiàn)代UPS可以達(dá)到的優(yōu)越技術(shù)指標(biāo)，使得在市電的任何惡劣條件下，都能保證用電設(shè)備對電源質(zhì)量的要求。這些技術(shù)要求主要包括[1]：

（1）市電寬幅的電壓波動對其影響；

（2）市電電壓波形失真對其影響；

（3）市電的三相不平衡對其影響；

（4）UPS輸出電壓穩(wěn)定精度；

（5）UPS輸出電壓波形失真度；

（6）UPS輸出頻率穩(wěn)定度；

（7）UPS輸出電壓平衡度；

（8）UPS輸入功率因素；

（9）UPS電流輸入諧波成分；

（10）UPS在市電掉電后切換時間；

（11）UPS整機運行效率；

（12）UPS輸出的過載能力；

（13）UPS輸出電流的THD系數(shù)；

（14）市電掉電后的UPS維持工作時間；

（15）UPS是否具有網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)通訊以及基于該基礎(chǔ)上的信息通信。

3. UPS電源的分類

UPS電源從運作方式上可分為動態(tài)式和靜態(tài)式兩種。動態(tài)式UPS由整流器、電池、直流電動機、柴（汽）油機、飛輪和發(fā)電機組構(gòu)成，是UPS的較早形式，具有穩(wěn)定可靠，維護技術(shù)比較簡單的優(yōu)點。但設(shè)備龐大笨重，效率低，噪聲大，目前已應(yīng)用不多。通常人們所指的UPS大都指靜態(tài)式UPS，靜態(tài)式UPS采用了大功率逆變技術(shù)和強電流電子開關(guān)，實現(xiàn)大功率的電能轉(zhuǎn)換，更能適應(yīng)于當(dāng)今IT行業(yè)、自動化控制和精密儀器等的普遍應(yīng)用。

靜態(tài)UPS可以以內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輸出波形、容量、后備時間來分類，其中按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為后備式、雙逆變在線式及在線互動式。以內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類是現(xiàn)行最被接受的，并以此來判定不同品牌的UPS的優(yōu)劣。

3.1后備式。

（1）當(dāng)市電正常供電時，直接供應(yīng)給負(fù)載使用，同時有一回路經(jīng)充電回路對電池組充電。若市電的電壓不穩(wěn)定或市電發(fā)生異常.則由UPS的變流器提供穩(wěn)定的電力給負(fù)載使用。多數(shù)此類產(chǎn)品的輸出波形皆為方波或階梯波。

（2）后備式結(jié)構(gòu)其內(nèi)部電路設(shè)計上相當(dāng)簡單，而且在實際上運作的過程中，交流輸入電源直接輸出至電源輸出端，幾乎沒有電力損耗，輸出效率可達(dá)98%以上。但在執(zhí)行一般性的電源輸出入動作時，當(dāng)外部所提供的輸入電源品質(zhì)不佳（電壓不穩(wěn)、頻率變動、雜波、扭曲等因素），在輸出端也會以同樣狀態(tài)來輸出電源。所以往往在交流旁路上配置了交流穩(wěn)壓電路和濾波電路加以改善，提高了UPS雙向抗干擾功能。其主要特點是：當(dāng)UPS發(fā)現(xiàn)外部發(fā)生停電情形，切換至內(nèi)部電池輸出電力的所需時間一般為4ms～10ms，對一般的計算機設(shè)備的工作不會造成影響。由于輸出有轉(zhuǎn)換開關(guān)，受切換電流能力和動作時間的限制，UPS工作時輸出波形大都為方波，供電質(zhì)量相對較差。UPS輸出功率做大有一定困難，只適用于要求不高的場合，并且功率一般都較小，多在2KVA以下。但后備式UPS產(chǎn)品有著價格優(yōu)勢，比較便宜（見圖1）。

3.2雙逆變在線式。

（1）在線式UPS電源一般采用雙變換模式。即使在電網(wǎng)電壓正常供電時，UPS的輸出，也是將外來電壓經(jīng)過本身的加工轉(zhuǎn)換后再供給負(fù)載，也就是說，當(dāng)市電正常供電時.市電經(jīng)濾波回路及突波吸收回路后，分為兩個回路同時動作，其一是經(jīng)由充電回路對電池組充電，另一個則是經(jīng)整流回路，作為變流器的輸入，再經(jīng)過變流器的轉(zhuǎn)換提供凈化過的交流電力給負(fù)載使用；此時若市電發(fā)生異常，變流器的輸入則改由電池組來供應(yīng)，變流器持續(xù)提供電力，達(dá)到完全不斷電。endprint