UPS的選型及運行方式

雷明慧

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

【關鍵詞】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、技術指標、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）實現電網與用電器之間的隔離；

（2）實現兩路電源的不間斷切換；

（3）提供高質量電源；

（4）電壓變換和頻率變換功能；

（5）停電后提供后備時間。

2. UPS技術指標

隨著UPS產品的技術不斷發展與完善，現在UPS產品已日趨成熟。現代UPS可以達到的優越技術指標，使得在市電的任何惡劣條件下，都能保證用電設備對電源質量的要求。這些技術要求主要包括[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輸出電壓穩定精度；

（5）UPS輸出電壓波形失真度；

（6）UPS輸出頻率穩定度；

（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；

（14）市電掉電后的UPS維持工作時間；

（15）UPS是否具有網絡管理、網絡通訊以及基于該基礎上的信息通信。

3. UPS電源的分類

UPS電源從運作方式上可分為動態式和靜態式兩種。動態式UPS由整流器、電池、直流電動機、柴（汽）油機、飛輪和發電機組構成，是UPS的較早形式，具有穩定可靠，維護技術比較簡單的優點。但設備龐大笨重，效率低，噪聲大，目前已應用不多。通常人們所指的UPS大都指靜態式UPS，靜態式UPS采用了大功率逆變技術和強電流電子開關，實現大功率的電能轉換，更能適應于當今IT行業、自動化控制和精密儀器等的普遍應用。

靜態UPS可以以內部結構、輸出波形、容量、后備時間來分類，其中按照內部結構分為后備式、雙逆變在線式及在線互動式。以內部結構分類是現行最被接受的，并以此來判定不同品牌的UPS的優劣。

3.1后備式。

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

（2）后備式結構其內部電路設計上相當簡單，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98%以上。但在執行一般性的電源輸出入動作時，當外部所提供的輸入電源品質不佳（電壓不穩、頻率變動、雜波、扭曲等因素），在輸出端也會以同樣狀態來輸出電源。所以往往在交流旁路上配置了交流穩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UPS發現外部發生停電情形，切換至內部電池輸出電力的所需時間一般為4ms～10ms，對一般的計算機設備的工作不會造成影響。由于輸出有轉換開關，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產品有著價格優勢，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。即使在電網電壓正常供電時，UPS的輸出，也是將外來電壓經過本身的加工轉換后再供給負載，也就是說，當市電正常供電時.市電經濾波回路及突波吸收回路后，分為兩個回路同時動作，其一是經由充電回路對電池組充電，另一個則是經整流回路，作為變流器的輸入，再經過變流器的轉換提供凈化過的交流電力給負載使用；此時若市電發生異常，變流器的輸入則改由電池組來供應，變流器持續提供電力，達到完全不斷電。endprint