1、1第第8章章 交流不间断电源设备交流不间断电源设备交流不间断电源系统（交流不间断电源系统（Uninterruptible Power System，UPS）又称为交流不间断电源）又称为交流不间断电源设备。设备。UPS的输入和输出均为交流电。的输入和输出均为交流电。28.1 UPS的基本组成及分类与选用的基本组成及分类与选用 8.1.1 UPS的基本组成的基本组成3UPS（主机）外观举例（主机）外观举例4UPS（主机）外观举例（续）（主机）外观举例（续）58.1.2 UPS的分类的分类n根据电路结构的不同，按照国际电工委员会标准根据电路结构的不同，按照国际电工委员会标准IEC62040-3：19
2、99，UPS分为三种类型，即：分为三种类型，即：双变换双变换UPS、互动互动UPS和和冷备用冷备用UPS。n过去常用的过去常用的“在线在线”UPS这一术语，这一术语，IEC62040-3和和GB/T 7260.32003明确提出应避免使用。明确提出应避免使用。这是为了避免某些互动这是为了避免某些互动UPS与双变换与双变换UPS混淆。混淆。我国国家标准我国国家标准GB/T7260.32003不间断电源设备（不间断电源设备（UPS）第第3部分：确定性能的方法和试验要求部分：确定性能的方法和试验要求已修改采用已修改采用IEC62040-3：1999。61冷备用冷备用UPS输入交流市电正常时输入交流市
3、电正常时，转换开关自动接通，转换开关自动接通“旁路旁路”，市电经旁路，市电经旁路通道向用电设备供电（冷备用通道向用电设备供电（冷备用UPS的旁路通道中通常加装对市电的旁路通道中通常加装对市电进行简单稳压处理的装置）；充电器对蓄电池充电；此时逆变器进行简单稳压处理的装置）；充电器对蓄电池充电；此时逆变器停机（冷备用）。当停机（冷备用）。当市电异常时市电异常时，蓄电池对逆变器供电，逆变器，蓄电池对逆变器供电，逆变器迅速开机，转换开关自动接通逆变器，由逆变器输出交流电压向迅速开机，转换开关自动接通逆变器，由逆变器输出交流电压向用电设备供电。用电设备供电。转换过程中输出电压有转换过程中输出电压有10m
4、s左右的中断左右的中断。72双变换双变换UPS无无论市市电是否正常，均由逆是否正常，均由逆变器器经相相应的静的静态开关向开关向负载供供电。逆逆变器器输出出标准正弦波，准正弦波，输出出电压、频率率稳定定，供，供电质量高。量高。输出功率出功率经整流器和逆整流器和逆变器两器两级变换产生（串生（串级运行），运行），设备的的体体积较大，效率大，效率较低（低（为两两级效率相乘）。效率相乘）。83互动互动UPS 互动互动UPS的输出功率以市电为主的输出功率以市电为主。在市电没有超出允许变化范围时，。在市电没有超出允许变化范围时，互动互动UPS的输出频率等于市电频率，若市电频率不稳，则的输出频率等于市电频率，
5、若市电频率不稳，则UPS的输的输出频率不稳出频率不稳；而双变换；而双变换UPS的输出频率等于逆变器的输出频率，能的输出频率等于逆变器的输出频率，能够始终保持稳定。这就是两者的够始终保持稳定。这就是两者的根本区别根本区别。属于互动属于互动UPS类型的类型的Delta变换变换UPS98.1.3 UPS的性能分类代码的性能分类代码电源质量电源质量 输出电压波形输出电压波形 输出动态性能输出动态性能 VFI SS 111 VI SX 222 VFD SY 333 典型的典型的UPS性能分类代码性能分类代码 108.1.4 UPS的选用的选用n通信用通信用UPS宜采用双变换宜采用双变换UPS，也可采用互
6、动，也可采用互动UPS，不，不宜采用冷备用宜采用冷备用UPS。n双变换双变换UPS有单进单出、三进单出、三进三出有单进单出、三进单出、三进三出3种类型。种类型。n当通信局（站）需要当通信局（站）需要UPS供电的设备较多、总负荷量较供电的设备较多、总负荷量较大时，为了供电可靠并节约能源，不宜多台大时，为了供电可靠并节约能源，不宜多台UPS单机分单机分散供电，而以散供电，而以采用较大容量的采用较大容量的UPS系统相对集中供电为系统相对集中供电为好好，此时应选用能够并联运行的，此时应选用能够并联运行的UPS并联供电，配置相并联供电，配置相应的输出交流屏，并在各专业机房配置专用交流配电箱。应的输出交流
7、屏，并在各专业机房配置专用交流配电箱。nUPS的额定容量用输出视在功率（的额定容量用输出视在功率（kVA）表示。）表示。11UPS的选用（续）的选用（续）n所需所需UPS的额定容量应根据负荷确定，宜适当留有余量。的额定容量应根据负荷确定，宜适当留有余量。为确保为确保UPS能长期安全可靠运行，其能长期安全可靠运行，其最大负荷应不超过最大负荷应不超过额定容量的额定容量的80%。n此外，高海拔地区空气稀薄，当海拔超过此外，高海拔地区空气稀薄，当海拔超过1000m时，随时，随着海拔升高，设备的散热性能下降，密封的元器件内外着海拔升高，设备的散热性能下降，密封的元器件内外压力差变大而较易损坏，因此压力差
8、变大而较易损坏，因此UPS应降额使用。应降额使用。降额系降额系数数，海拔，海拔3000m时为时为0.82，海拔，海拔5000m时为时为0.67（详（详见教材见教材P239表表8.2）。）。128.2 正弦脉宽调制（正弦脉宽调制（SPWM）技术）技术nUPS中的核心部件是逆变器。对输出电压波形为正弦波中的核心部件是逆变器。对输出电压波形为正弦波的的UPS而言，逆变器的任务是把直流电逆变成频率稳定、而言，逆变器的任务是把直流电逆变成频率稳定、输出电压稳定、波形失真小的输出电压稳定、波形失真小的50Hz正弦波交流电供给负正弦波交流电供给负载。逆变器应可靠性高，变换效率高，动态特性好，对载。逆变器应可
9、靠性高，变换效率高，动态特性好，对负载适应性强。负载适应性强。n目前在输出正弦波的目前在输出正弦波的UPS中广泛采用正弦脉宽调制中广泛采用正弦脉宽调制（SPWM）逆变器。脉冲频率约）逆变器。脉冲频率约1020kHz，脉冲宽度脉冲宽度则则按按50Hz正弦规律变化正弦规律变化，这样易于滤除电压中的谐波分，这样易于滤除电压中的谐波分量而获得纯净的量而获得纯净的50Hz正弦波输出电压；逆变器可以做到正弦波输出电压；逆变器可以做到体积小、质量轻、效率高；逆变器中的功率开关管大多体积小、质量轻、效率高；逆变器中的功率开关管大多采用采用IGBT。138.2.1 正弦脉宽调制基本原理正弦脉宽调制基本原理加到比
10、加到比较器上的高器上的高频等腰三角波等腰三角波us称称为载波波，其，其频率率fs称称为载波波频率率，应保持保持稳定；其振幅定；其振幅Usm应保保持不持不变。加到比加到比较器上的正器上的正弦波弦波uc称称为调制波制波，其其频率称率称为调制制频率率，用用f1表示，表示，调制制频率率必必须与要求逆与要求逆变器器输出的出的频率相同，故率相同，故f1=50Hz；其振幅；其振幅Ucm的大小可以的大小可以调节。14n幅度调制比幅度调制比ma定义为定义为 ma的变化范围通常为的变化范围通常为01。n频率调制比频率调制比mf定义为定义为 mf通常是整数。通常是整数。幅度调制比幅度调制比ma和频率调制比和频率调制
11、比mf 158.2.2 SPWM单相全桥逆变器单相全桥逆变器A臂臂B臂臂 当当ucus时，时，VT1开通，开通，uAN=UI；当；当ucus时，时，VT2开通，开通，uAN=0。当当-ucus时，时，VT3开通，开通，uON=UI；当当-ucus时，时，VT4开通，开通，uON=0。任一时刻都有两个功率开关管被加上任一时刻都有两个功率开关管被加上驱动脉冲，开关的接通状态有四种组驱动脉冲，开关的接通状态有四种组合方式，变压器初级电压：合方式，变压器初级电压：uAO=uAN-uON16与图与图8.5等效的等效的SPWM波形波形 17求求uAO的平均值的平均值UAO nuAO的平均值为：的平均值为：
12、n据：据：uc=Ucmsin1t ma=Ucm/Usmn得：得：UAO=maUIsin1t nUAO的振幅为：的振幅为：UAOm=maUI (ma1)单极性电压开关单极性电压开关SPWM波形的细节波形的细节 188.2.3 SPWM三相桥式逆变器三相桥式逆变器198.3 锁相同步基本原理锁相同步基本原理n双变换双变换UPS当逆变器过载或发生故障时，在市电质量较当逆变器过载或发生故障时，在市电质量较好的条件下，应能平滑地切换为由市电旁路供电，并应好的条件下，应能平滑地切换为由市电旁路供电，并应避免切换时在静态开关中产生较大的环流。为此避免切换时在静态开关中产生较大的环流。为此在市电在市电频率比较
13、稳定时，逆变器输出的正弦波电压应与输入市频率比较稳定时，逆变器输出的正弦波电压应与输入市电同频率并且基本同相位，即逆变器应与市电锁相同步。电同频率并且基本同相位，即逆变器应与市电锁相同步。n用来使一个交流电源与另一个交流电源用来使一个交流电源与另一个交流电源保持频率相同保持频率相同、相位差小且相位差恒定相位差小且相位差恒定的闭环控制电路，称为的闭环控制电路，称为锁相环锁相环。在正弦脉宽调制逆变器中，设置锁相环来使调制正弦波在正弦脉宽调制逆变器中，设置锁相环来使调制正弦波和三角波的频率分别锁定在电网频率和电网频率的高倍和三角波的频率分别锁定在电网频率和电网频率的高倍率上。率上。208.3.1 锁
14、相环的组成锁相环的组成8.3.2 锁相环的基本工作原理锁相环的基本工作原理 在在锁相相环路中，如果路中，如果压控振控振荡器的角器的角频率率o与与输入信号的角入信号的角频率率i相差在一相差在一定范定范围内，内，则由由鉴相器相器输出一定的出一定的误差差电压，经过环路低通路低通滤波器，去控制波器，去控制压控振控振荡器的角器的角频率率o，使其向，使其向i值靠靠拢，这称称为频率率牵引引或或频率跟踪率跟踪。当两个当两个频率完全一致而且两个信号率完全一致而且两个信号间的相位差达到恒定的相位差达到恒定时，环路便路便进入了入了锁定状定状态。处于于锁定状定状态的的锁相相环，输入信号入信号ui(t)和和输出信号出信
15、号uo(t)之之间只存在很小的相只存在很小的相位差，而无位差，而无频率差。率差。一个已一个已经稳定工作的定工作的锁相相环，如果，如果输入信号的入信号的频率率发生了生了变化（如化（如电网网频率率变化），由于相位是化），由于相位是频率率对时间的的积分，因此分，因此ui(t)和和uo(t)的相位差的相位差发生生变化，化，鉴相器相器输出相出相应的的误差差电压，经环路低通路低通滤波器，使波器，使压控振控振荡器的器的频率重新率重新调整到和整到和输入信号入信号频率一致，于是率一致，于是环路路进入一个新的入一个新的稳定状定状态。21锁相环的基本工作原理（续）锁相环的基本工作原理（续）n当压控振荡器的角频率当压
16、控振荡器的角频率o和输入信号的角频率和输入信号的角频率i相差很相差很大时，环路无法使压控振荡器的角频率大时，环路无法使压控振荡器的角频率o向向i值靠拢，值靠拢，这种现象称为这种现象称为“失锁失锁”。n一旦电网频率与额定频率偏离过大而造成一旦电网频率与额定频率偏离过大而造成失锁失锁，UPS输输出电压的频率应能稳定在出电压的频率应能稳定在50Hz；这时不允许进行逆变器这时不允许进行逆变器供电与市电旁路供电的自动切换供电与市电旁路供电的自动切换。228.4 静态开关静态开关8.4.1 静态开关主电路原理静态开关主电路原理n大多数大多数UPS采用两个反向并联采用两个反向并联的晶闸管组成一个静态开关。的
17、晶闸管组成一个静态开关。n当输入端为正弦波电压正半周当输入端为正弦波电压正半周时，晶闸管时，晶闸管VS1的门极触发脉的门极触发脉冲使冲使VS1导通，电源经导通，电源经VS1向向负载供电；负载供电；VS1在交流过零点在交流过零点时关断。当输入端电压为负半时关断。当输入端电压为负半周时，晶闸管周时，晶闸管VS2承受正向阳承受正向阳极电压，极电压，VS2的门极触发脉冲的门极触发脉冲使使VS2导通，电源经导通，电源经VS2向负向负载供电。载供电。238.4.2 静态开关的应用静态开关的应用逆变器输出与市电旁路逆变器输出与市电旁路静态开关的连接静态开关的连接UPS中设置检修旁路开关中设置检修旁路开关 2
18、48.5 UPS系统中蓄电池容量的选择系统中蓄电池容量的选择nUPS按其备用时间，有标机和长延时机之分。按其备用时间，有标机和长延时机之分。n“备用时间备用时间”的定义是的定义是：从交流输入电源中断切换到电：从交流输入电源中断切换到电池供电时起，在额定输出负载情况下，不间断电源保持池供电时起，在额定输出负载情况下，不间断电源保持向信息技术设备连续供电的时间。向信息技术设备连续供电的时间。n标机标机的蓄电池置于机内，其电池容量较小，充电器能提的蓄电池置于机内，其电池容量较小，充电器能提供的充电电流也较小，备用时间短（约供的充电电流也较小，备用时间短（约510分钟）。分钟）。标机一般不能外加蓄电池
19、。标机一般不能外加蓄电池。n长延时机长延时机通常蓄电池组（一般采用阀控式密封铅酸蓄电通常蓄电池组（一般采用阀控式密封铅酸蓄电池）置于机外，机内的充电器可以为蓄电池组提供较大池）置于机外，机内的充电器可以为蓄电池组提供较大的充电电流，蓄电池组的额定电压由的充电电流，蓄电池组的额定电压由UPS厂家确定，备厂家确定，备用时间较长，例如用时间较长，例如30分钟至几小时，备用时间的长短取分钟至几小时，备用时间的长短取决于蓄电池的容量。决于蓄电池的容量。25UPS系统中蓄电池容量的选择（续系统中蓄电池容量的选择（续1）所需蓄电池额定容量可按下式计算所需蓄电池额定容量可按下式计算 式中式中 Ce蓄电池的额定
20、容量（蓄电池的额定容量（Ah）；）；负载功率因数，一般取负载功率因数，一般取0.8；SUPS的额定输出视在功率（的额定输出视在功率（VA）；）；T所需备用时间（所需备用时间（h）；）；U蓄电池组放电时的端电压，可按单体电池电压蓄电池组放电时的端电压，可按单体电池电压1.85V取值（依据取值（依据YD/T50402005），即采用），即采用12V电池时：电池时：U=（1.856）N，采用，采用2V电池时：电池时：U=1.85N，N为蓄电池组中串联的电池只数，等于蓄电池组为蓄电池组中串联的电池只数，等于蓄电池组的额定电压除以每只电池的标称电压（的额定电压除以每只电池的标称电压（2V或或12V）；）
21、；nUPS中逆变器的效率，取中逆变器的效率，取0.9，最好按，最好按UPS说明书取值；说明书取值；蓄电池的放电容量系数，取决于备用时间，按蓄电池说明书取值；如没蓄电池的放电容量系数，取决于备用时间，按蓄电池说明书取值；如没有电池说明书，固定型阀控式密封铅酸蓄电池可按表有电池说明书，固定型阀控式密封铅酸蓄电池可按表4.1取值，取值，12V阀控阀控式密封铅酸蓄电池可参考表式密封铅酸蓄电池可参考表8.3取值。取值。电池温度系数（电池温度系数（1/），备用时间），备用时间10h，=0.006；10h备用时间备用时间1h，=0.008；备用时间；备用时间1h，=0.01；t蓄电池组所处的最低环境温度（蓄
22、电池组所处的最低环境温度（）。）。Ce26UPS系统中蓄电池容量的选择（续系统中蓄电池容量的选择（续2）n选取蓄电池额定容量选取蓄电池额定容量更为精确的方法更为精确的方法是：先求出每只电是：先求出每只电池需具备的放电功率池需具备的放电功率P，即，即 然后根据所需备用时间，查阅蓄电池厂家的然后根据所需备用时间，查阅蓄电池厂家的“恒功率放恒功率放电表电表”来确定蓄电池的额定容量。来确定蓄电池的额定容量。n获得同样的功率，电压高则电流小，而电流小则线路损获得同样的功率，电压高则电流小，而电流小则线路损耗功率小。耗功率小。为了提高效率，大、中功率的为了提高效率，大、中功率的UPS通常蓄电通常蓄电池组的
23、额定电压较高池组的额定电压较高（例如（例如192V、360V、384V、396V、420V、480V、576V等），因此大多采用等），因此大多采用12V电池来构成蓄电池组。电池来构成蓄电池组。278.6 UPS的串并联使用的串并联使用 双变换双变换UPS与互动与互动UPS虽有较高的供电质量和可虽有较高的供电质量和可靠性，但毕竟是由大量电子元件、功率器件、散靠性，但毕竟是由大量电子元件、功率器件、散热风机和其他一些电气装置组成的功率电子设备，热风机和其他一些电气装置组成的功率电子设备，当采用单台当采用单台UPS供电时，由于其平均失效间隔时供电时，由于其平均失效间隔时间（间（MTBF）是个有限值，
24、一般为几万小时，所）是个有限值，一般为几万小时，所以还可能发生由于以还可能发生由于UPS本身的故障而中断供电的本身的故障而中断供电的现象。现象。采用冗余采用冗余UPS系统，可使供电的可靠性得系统，可使供电的可靠性得到很大提高到很大提高。288.6.1 双机串联热备份工作方式双机串联热备份工作方式将将热备份的份的UPS输出出电压连接到主机接到主机UPS的旁路的旁路输入端。入端。UPS主主机正常工作机正常工作时承担全部承担全部负载功率功率，当，当UPS主机主机发生故障生故障时自自动切切换到旁路状到旁路状态，UPS备机通机通过UPS主机的旁路通道主机的旁路通道继续为负载供供电。市市电异常异常时，UP
25、S处于于电池放池放电的工作状的工作状态，由于，由于UPS主机承担主机承担全部全部负载功率，所以其蓄功率，所以其蓄电池先放池先放电到到终止止电压；然后自；然后自动切切换到到旁路工作状旁路工作状态，由，由备用用UPS继续为负载供供电，直到，直到备机的蓄机的蓄电池放池放电终了。了。UPS主机与主机与备机、机、备机与市机与市电应锁相同步。相同步。UPS中的静中的静态开关是影响供开关是影响供电系系统可靠性的重要部件。可靠性的重要部件。298.6.2 并联冗余供电工作方式并联冗余供电工作方式用于用于双机并联双机并联的的UPS必须具有并机必须具有并机功能，使两机输出电压的频率、相功能，使两机输出电压的频率、
26、相位和幅度保持一致，输出电流均衡。位和幅度保持一致，输出电流均衡。这种并联是为了提高这种并联是为了提高UPS供电系统供电系统的可靠性，而不是用于供电系统扩的可靠性，而不是用于供电系统扩容，所以容，所以负载的总容量不应超过其负载的总容量不应超过其中一台中一台UPS的额定输出容量的额定输出容量。当其。当其中一台中一台UPS发生故障时，可由另一发生故障时，可由另一台台UPS来承担全部负载电流。来承担全部负载电流。多台多台UPS并并联的的“N+1”供供电系系统，其能量，其能量转换效率和效率和设备利用率都高于两台利用率都高于两台UPS并并联供供电系系统。在。在实际应用中，由于用中，由于“N1”并并联冗余
27、系冗余系统当当N值较大大时故障故障率率较高，因此并高，因此并联的的UPS单机台数不宜机台数不宜过多，一般以不超多，一般以不超过4台台（即（即N3）为宜。宜。在并在并联冗余冗余UPS系系统中，中，当某个当某个单机机发生故障生故障时，该单机的静机的静态开关自开关自动将将该机退出系机退出系统，系，系统中并中并联的其余的其余单机机继续给负载供供电；当出；当出现系系统过载时，负载通通过集中的静集中的静态开关或各开关或各单机分散的静机分散的静态开关被开关被转换为由市由市电旁路供旁路供电。30UPS并联冗余供电配置参考并联冗余供电配置参考n2台台UPS并机并机：每台：每台UPS额定容量为总负载容量的额定容量
28、为总负载容量的1.25倍。倍。2台台UPS正常运行时，每台正常运行时，每台UPS的负载率不的负载率不超过超过40%。1台台UPS退出时，剩余退出时，剩余1台台UPS的负载率的负载率不超过不超过80%。n3台台UPS并机并机：每台：每台UPS额定容量为总负载容量的额定容量为总负载容量的0.625倍。倍。3台台UPS正常运行时，每台正常运行时，每台UPS的负载率不的负载率不超过超过53%。1台台UPS系统退出时，另外二台系统退出时，另外二台UPS的负的负载率不超过载率不超过80%。n有的通信运营企业不允许有的通信运营企业不允许UPS并机超过并机超过3台台(N 2)。318.6.3 双母线供电系统双
29、母线供电系统 LBS：负载母线同步电路。：负载母线同步电路。STS：静态转换开关。：静态转换开关。在实际运行中，不仅在实际运行中，不仅要保证要保证UPS输出端的输出端的电源可靠性，电源可靠性，更重要更重要的是保证负载输入端的是保证负载输入端的电源可靠性的电源可靠性。基于。基于这种考虑，出现了分这种考虑，出现了分布冗余布冗余UPS，即双母，即双母线线UPS供电系统（又供电系统（又称双总线称双总线UPS供电系供电系统），其目的是将电统），其目的是将电源系统的冗余扩展到源系统的冗余扩展到每一个负载设备。每一个负载设备。328.7 UPS的电气性能指标的电气性能指标 8.7.1 通信用双变换通信用双变
30、换UPS的电气性能指标的电气性能指标 8.7.2 若干指标的含义若干指标的含义见教材见教材P252255。又又:YD/T 1095-2008通信用不间断电源通信用不间断电源UPS中所称中所称“在线式在线式UPS”，宜称为，宜称为“双变换双变换UPS”（根据根据GB/T7260.32003）。）。33YD/T 1095-2008中要求的中要求的UPS电气性能电气性能通信用双变换通信用双变换UPS电气性能电气性能序序号号指标项目指标项目技术要求技术要求备注备注1输入电压可变范围输入电压可变范围165275V176264V187242V相电压相电压285475V304456V323418V线电压线电
31、压2输入功率因数输入功率因数0.950.903输入电流谐波成分输入电流谐波成分5%15%239次谐波次谐波4输入频率变化范围输入频率变化范围50Hz4%5频率跟踪范围频率跟踪范围50Hz4%可可调6频率跟踪速率频率跟踪速率（0.52）Hz/s7输出电压稳压精度输出电压稳压精度1%2%3%8输出频率输出频率（500.5）Hz电池逆变方式电池逆变方式34YD/T 1095-2008中要求的中要求的UPS电气性能电气性能通信用双变换通信用双变换UPS电气性能电气性能序序号号指标项目指标项目技术要求技术要求备注备注9输出波形失真度输出波形失真度2%3%5%电阻性负载电阻性负载4%6%8%非线性负载非线
32、性负载10输出电压不平衡度输出电压不平衡度5%11动态电压瞬变范围动态电压瞬变范围5%12电压瞬变恢复时间电压瞬变恢复时间20ms40ms60ms13输出电压相位偏差输出电压相位偏差2 14市电与电池转换时间市电与电池转换时间0ms15旁路逆变转换时间旁路逆变转换时间1ms2ms3kVA1ms4ms10kVA10kVA，90%90%额定输出功率额定输出功率60kVA60kVA，88%88%50%50%额定输出额定输出功率功率17输出有功功率输出有功功率额定容量（额定容量（kVA）0.7kW/kVA18输出电流峰值系数输出电流峰值系数319过载能力（过载能力（125%）10min1min30s2
33、0音频噪声音频噪声55dB(A)65dB(A)70dB(A)400kVA及以及以上除外上除外21并机负载电流不均衡并机负载电流不均衡度度5%对有并机功能对有并机功能的的UPS36YD/T 1095-2008中要求的中要求的UPS电气性能电气性能通信用互动式通信用互动式UPS电气性能电气性能序号序号指标项目指标项目技术要求技术要求备注备注1输入电压可变范围输入电压可变范围176264V2输入频率变化范围输入频率变化范围50Hz4%3输出电压输出电压198242V正常工作方式正常工作方式213227V电池逆变方式电池逆变方式4输出频率输出频率*50Hz0.5Hz5输出波形失真度输出波形失真度5%阻
34、性负载阻性负载8%非线性负载非线性负载6动态电压瞬变范围动态电压瞬变范围5%7电压瞬变恢复时间电压瞬变恢复时间60ms*作者注作者注:应当是指电池逆变方式。应当是指电池逆变方式。37YD/T 1095-2008中要求的中要求的UPS电气性能电气性能通信用互动式通信用互动式UPS电气性能电气性能序号序号指标项目指标项目技术要求技术要求备注备注8输出电压相位偏差输出电压相位偏差2 9市电与电池转换时间市电与电池转换时间10ms10效率效率*80%电池组电压电池组电压48V75%电池组电压电池组电压48V11输出有功功率输出有功功率额定容量额定容量0.7kW/kVA0.7kW/kVA12输出电流峰值
35、系数输出电流峰值系数313过载能力过载能力1min，过载125%电池逆变方式电池逆变方式10min，过载125%正常工作方式正常工作方式14音频噪声音频噪声55dB(A)*作者注作者注:应当是指电池逆变方式。应当是指电池逆变方式。38输出电压稳压精度输出电压稳压精度 输出电压稳压精度，是指输出电压稳压精度，是指UPS的的输入交流电压在输入交流电压在下限值和上限值之间变化下限值和上限值之间变化，负载在额定电阻性负负载在额定电阻性负载和空载之间变化载和空载之间变化，输出电压偏离额定值的变化，输出电压偏离额定值的变化率。率。39输出电压不平衡度输出电压不平衡度三相电压不平衡度三相电压不平衡度三相三相
36、电压不平衡度不便于直接不平衡度不便于直接测量，量，可用万用表或交流可用万用表或交流电压表（精度不低于表（精度不低于1.5级）分）分别测试三个三个线电压，按，按图示示画法来画法来计算。算。图中中AB、BC、CA分分别为所所测三个三个线电压，以，以CA为公共公共边分分别作作两个等两个等边三三角形角形OAC和和PAC，连接接OB和和PB，用几何法求得用几何法求得OB和和PB的的长度度，则三相三相电压不平衡度不平衡度为式中，式中，Un为电压的的负序分量，序分量，Up为电压的正序分量。的正序分量。40动态电压瞬变范围动态电压瞬变范围n动态电压瞬变范围，是指动态电压瞬变范围，是指UPS的交流输入电压不的交
37、流输入电压不变，输出接电阻性负载，用断路器或接触器使输变，输出接电阻性负载，用断路器或接触器使输出电流由零突加至额定值、再由额定值突减至零出电流由零突加至额定值、再由额定值突减至零时，以及输出为额定电阻性负载不变，正常工作时，以及输出为额定电阻性负载不变，正常工作方式与电池逆变方式相互转换时，方式与电池逆变方式相互转换时，输出电压瞬变输出电压瞬变值与输出电压额定值之比的百分数值与输出电压额定值之比的百分数。n输出电压瞬变值用存储示波器测量。输出电压瞬变值用存储示波器测量。41电压瞬变恢复时间电压瞬变恢复时间 n电压瞬变恢复时间，是指电压瞬变恢复时间，是指UPS接电阻性负载，接电阻性负载，分别在
38、电流突加和突减时、正常工作方式与电分别在电流突加和突减时、正常工作方式与电池逆变方式相互转换时，池逆变方式相互转换时，输出电压从阶跃变化输出电压从阶跃变化恢复到恢复到220V3%范围内所需要的时间。范围内所需要的时间。n电压瞬变恢复时间用存储示波器测量。电压瞬变恢复时间用存储示波器测量。42市电与电池转换时间市电与电池转换时间 n市电与电池转换时间，是指市电与电池转换时间，是指UPS由市电供电切换由市电供电切换到蓄电池供电，或由蓄电池供电切换到市电供电到蓄电池供电，或由蓄电池供电切换到市电供电时，时，UPS输出电压中断的时间。输出电压中断的时间。n对双变换对双变换UPS而言，只要逆变器及其输出
39、静态开而言，只要逆变器及其输出静态开关没有过载或发生故障，总是由逆变器向负载供关没有过载或发生故障，总是由逆变器向负载供电，而逆变器的输入电压是不间断直流电压，因电，而逆变器的输入电压是不间断直流电压，因此市电与电池转换时间为此市电与电池转换时间为0ms。43旁路逆变转换时间旁路逆变转换时间 n旁路逆变转换时间是指旁路逆变转换时间是指UPS由正常工作方式转旁由正常工作方式转旁路工作，或由旁路工作转正常工作方式时，路工作，或由旁路工作转正常工作方式时，UPS输出电压中断的时间。输出电压中断的时间。nYD/T10952008规定，旁路逆变转换时间在规定，旁路逆变转换时间在UPS输出接电阻性负载、输
40、出功率为输出接电阻性负载、输出功率为50%额定额定功率时，用存储示波器测量。功率时，用存储示波器测量。44效率效率 效率是指效率是指UPS在额定负载、蓄电池没有明显的能在额定负载、蓄电池没有明显的能量输入和输出条件下，输出有功功率与输入有功量输入和输出条件下，输出有功功率与输入有功功率之比。功率之比。45输出有功功率输出有功功率 nUPS的输出有功功率指标与其输出功率因数紧密关联。的输出有功功率指标与其输出功率因数紧密关联。n计算机等非线性负载（内部有整流、电容滤波电路），计算机等非线性负载（内部有整流、电容滤波电路），需要交流电源不仅向其供给有功功率，还要提供无功功需要交流电源不仅向其供给有
41、功功率，还要提供无功功率。为满足使用要求，通信用率。为满足使用要求，通信用UPS的逆变器应具有较强的逆变器应具有较强的带非线性负载的能力，即的带非线性负载的能力，即UPS应允许负载的功率因数应允许负载的功率因数比较低。因此对于比较低。因此对于UPS的输出功率因数，不是要求具有的输出功率因数，不是要求具有较大值，而是一般要求不大于较大值，而是一般要求不大于0.8。n另一方面，另一方面，UPS应能输出足够大的有功功率，输出有功应能输出足够大的有功功率，输出有功功率应能达到额定容量的功率应能达到额定容量的70%以上。以上。46输出电流峰值系数输出电流峰值系数n输出电流峰值系数，是指输出电流峰值系数，
42、是指UPS所允许的所允许的非正弦波非正弦波负载电流的峰值与有效值之比负载电流的峰值与有效值之比。峰值系数又称峰。峰值系数又称峰值因数。值因数。n正弦波电流峰值与有效值之比为正弦波电流峰值与有效值之比为 ，而单相桥，而单相桥式整流电容滤波等非线性电路因整流元件导通时式整流电容滤波等非线性电路因整流元件导通时间短、峰值电流大，其电流峰值与有效值之比可间短、峰值电流大，其电流峰值与有效值之比可达达3以上。这项指标从一个侧面反映了以上。这项指标从一个侧面反映了UPS的逆的逆变器带非线性负载的能力。变器带非线性负载的能力。478.8 UPS的安装与维护的安装与维护 8.8.1 UPS安装注意事项安装注意
43、事项 8.8.2 UPS维护的一般要求维护的一般要求见教材见教材P255256。48安装安装UPS如何选取电缆截面积如何选取电缆截面积n交流输入电缆交流输入电缆的线芯截面积，可按电缆允许温升来确的线芯截面积，可按电缆允许温升来确定，即选取铜芯导线的电流密度为定，即选取铜芯导线的电流密度为25A/mm2。n交流输出电缆和旁路输入电缆交流输出电缆和旁路输入电缆的线芯截面积，应按输的线芯截面积，应按输出额定电流时导线压降不大于额定输出电压的出额定电流时导线压降不大于额定输出电压的3%来来确定。确定。n主机与蓄电池组连接电缆主机与蓄电池组连接电缆的线芯截面积，应按最大放的线芯截面积，应按最大放电电流时
44、导线压降不大于蓄电池组电压的电电流时导线压降不大于蓄电池组电压的1%来确定。来确定。蓄电池组最大放电电流为：蓄电池组最大放电电流为：蓄电池组放电终止电压蓄电池组放电终止电压49UPS安装如何选取电缆截面积（续）安装如何选取电缆截面积（续）n对于三相输出的通信用对于三相输出的通信用UPS，由于非线性负载的，由于非线性负载的3次谐波次谐波电流在中性线（零线）上叠加，为使导线压降符合要求电流在中性线（零线）上叠加，为使导线压降符合要求并减小零地电压（并减小零地电压（数据机房通常要求零线对地线电压控数据机房通常要求零线对地线电压控制在制在1V以内以内），），UPS的输出中性线和旁路输入中性线截的输出中性线和旁路输入中性线截面积，宜为输出相线截面积的面积，宜为输出相线截面积的1.5倍倍左右。左右。n对于流过大电流的电缆，可以考虑采用多根较细的电缆对于流过大电流的电缆，可以考虑采用多根较细的电缆并联，以方便安装。并联，以方便安装。
