如何對大型UPS電源進行測試

王日紅

【摘要】對大型ups的各參數的測試方法，以保證ups工作時的穩定運行。

【關鍵詞】ups；靜態測試；動態測試；常規測試

前言

在大型UPS投入使用之前，大多會對UPS進行測試，檢測UPS在實際工作中能否滿足相關技術要求。通常測試是檢測ups在動態和靜態時的工作情況。所謂動態測試就是負載突然發生變化，即負載由100%突變到0或從0突變到100%時的輸出電壓變化情況。靜態測試是指負載在0、50%、100%的情況下，測試進線和出線端的線電壓、相電壓以及功率因數、空耗、輸出電壓的頻率、波形、失真等數據。

1.靜態測試

靜態測試一般在設備正常工作時對輸出電壓頻率、大小和波形進行測試。

1.1 輸入特性參數的測試方法

1.1.1 輸入功率因數的測試

測試輸入電壓功率因數的目的是為了減少ups輸入端的無功功耗。功率因數的標準是≥0.8。如果低于該數值，不僅會造成UPS耗電量增加，也會對電網造成一定污染。測試功率因數可用電力諧波分析直接讀出數值。如果測試值低于0.8可以考慮在輸入端加濾波器來消除6脈沖整流器的影響。

1.1.2 輸入頻率測試

對輸入頻率的測試的目的是測試輸入頻率變化對輸出頻率的影響是否符合50HZ±2.5%的標準。測試時可以采用變頻電源，使之輸出固定的電壓并改變電壓頻率，然后用頻率計或示波器測試輸出頻率的變化范圍。如果測得的頻率變化范圍符合電網頻率變化范圍，則表明電網和ups匹配合適。

1.1.3 輸入直流電壓范圍測試

該測試的目的是輸入電壓波動對輸出電壓的影響有多大。如果輸入電壓的范圍比較寬泛并不對輸出電壓造成影響，則表明UPS控制電路調整范圍寬，蓄電池和外電切換時輸出電壓穩定。測試方法是改變蓄電池的直流電壓范圍測試輸出是否在380V±1%內變化。

1.2 輸出特性參數的測試方法

1.2.1 電壓波形測試

大型UPS的要求在空載和滿載情況下要求輸出電壓的波形失真要小于5%。該檢測項目可用電力品質分析儀或者失真度測試儀完成。

1.2.2 UPS的輸出電壓

通常外電的變化范圍指標為380V±2%，首先應該測試外電對ups輸出的影響，可以分別測試輸入電壓低（90%）滿負載和輸入電壓高（110%）無負載時ups輸出電壓的波動范圍是否小于±2%的范圍。其次要測試ups負載不平衡時對輸出得影響，調整輸入電壓分別為額定值的90%和110%，兩相為空載另一相為100%負載時，或者輸出電壓一相為空載，另外兩相為100%額定負載；ups的輸出電壓應保持在額定值±2%的變化范圍內，相位差不能大于4°的范圍。該測試可看出ups地逆變器設計是否存在缺陷，是否能做到對每相都能單獨調整，始終做到三項負載電壓對稱。有些UPS不可以對每相進行單獨調整，所以當接單項負載時，輸出電壓就會出現明顯的不平衡。對于這類UPS，就不能進行此種測試，使用時，就必須使三相負載盡量平衡。另外，上述的不平衡負載一相為空載，另外兩相為額定負載；或者兩相為空載，另外一相為額定負載的條件較為罕見，有的機器是在不平衡負載兩相為額定負載，另外一相為70%的額定負載；或者一相為額定負載，另外兩相為70%的額定負載來測試輸出電壓（相電壓、線電壓）的穩定度和三相輸出不平衡度。3、當UPS逆變器的輸入直流電壓變化±15%，輸出負載為0%～100%變化時，其輸出電壓值應保持在額定電壓值±2%范圍內。這一指標表面上與前面所描述的指標重復，但實際上它比前面的指標要求更高。這因為控制系統的輸入信號在大范圍內變化時，表現出明顯的非線性，要使輸出電壓不超出允許范圍，對電路要求就更高了。

1.2.3 負載峰值因數測試

該測試是真正反映UPS帶非線性負載的能力，是一個很重要的指標。要獲得較高的波峰因數，需要高速數字反饋及PWM調制頻率。測試方法：

（1）用模擬波峰因數為3：1而平均功率為UPS額定輸出功率的假負載，接入UPS輸出端，觀察UPS是否過載及長期工作是否可靠。

（2）調節波峰因數比，測試UPS在可靠工作條件下的波峰因數值。

（3）所測結果滿足3即可。

1.2.4 效率

UPS的效率主要取決于逆變器的工作情況。大多數UPS只有在50%～100%的負載時才有比較高的效率，當低于50%負載時，其效率就急劇下降。廠家提供的效率指標也大多在額定直流電壓，額定負載的條件下的效率。交流輸入功率應有功功率與無功功率的相量和，交流輸出功率也應該包含無功功率和有功功率。作為用戶我們應該重視AC到AC的轉化效率，而不應該只考慮DC到AC的轉換效率或只用輸出功率與輸入功率之比。參照國標為ups效率應該>75%（10～100KVA）。該測試項目也已用電力品質分析儀測試輸入與輸出功率。

效率等于輸出有功功率比輸入有功功率在乘上100%，輸入功率不包含蓄電池的充電功率。測試應在正常條件下，負載為100%或0%的阻性負載情況下測試。機器的效率高，可以節省電費，選用容量時，其容量系數也可以減小些。

1.2.5 主要功率器件的溫升

功率器件的溫升直接關系著ups運行的穩定性。溫升越低的ups工作越穩定。技術指標：在輸出電壓與輸入功率為額定值時，國標為功率半導體溫升小于85℃，功率變壓器溫升小于80℃。測試可以使用電子點溫計直接測出溫度。

1.2.6 輸出電壓頻率范圍

技術指標：國標為50±0.5HZ。

測試方法：輸入采用變頻電源或發電機，輸出端接入示波器和電源擾動分析儀進行測試。固定額定輸入電壓，改變輸入頻率。當輸入頻率超過調整范圍時，UPS將轉入本機振蕩器。如果本機振蕩器頻率不夠精確時，也有可能在市電頻率不穩時，UPS輸出電壓的頻率也不穩。