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本文主要從技術(shù)和使用角度來(lái)談?wù)刄PS選擇的幾個(gè)重要問(wèn)題。
1 供電選擇 中小功率一般是指幾個(gè)千伏安及其以下的功率。 另外，目前市場(chǎng)上小功率的UPS為了追求體積小、重量輕、價(jià)格低，大都是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，技術(shù)上沒(méi)有大功率UPS那么嚴(yán)密，性能指標(biāo)也不及大功率UPS。比如，30個(gè)1kVA的U PS的1個(gè)30kVA的UPS都能滿(mǎn)足對(duì)設(shè)備的供電，但可靠性和供電品質(zhì)是不一樣的。綜上所述，對(duì)于大型機(jī)房，如果設(shè)備比較多，布置比較集中，應(yīng)該優(yōu)先考慮用大功率UPS。 因?yàn)殡娏C(jī)務(wù)人員主要接觸的是大功率UPS，所以下面討論的內(nèi)容主要針對(duì)大功率的UPS。
2 大功率的UPS關(guān)鍵技術(shù)特性 衡量UPS的性能有很多技術(shù)指標(biāo)，下面就幾個(gè)能反映生產(chǎn)技術(shù)水平，同時(shí)也是用戶(hù)關(guān)心的技術(shù)特性進(jìn)行探討。
2.1輸出電壓特性 UPS的功能有兩個(gè)：一是市電斷電時(shí)不間斷的對(duì)設(shè)備供電；另一個(gè)就是隔離市電干擾，給負(fù)載提供波形穩(wěn)定而純凈的正弦波。因此，考察一個(gè)UPS首先就要看它的輸出電壓特性。 UPS輸出電壓特性由下面3個(gè)參數(shù)來(lái)描述。 （1）穩(wěn)態(tài)電壓精度。 穩(wěn)態(tài)電壓精度在平衡負(fù)載和非平衡負(fù)載時(shí)能達(dá)到值一般是不——樣的。如果不加區(qū)別，廠家應(yīng)給出非平衡載時(shí)的穩(wěn)態(tài)電壓精度。市場(chǎng)參考值是；平衡負(fù)載±1％，平衡負(fù)載±2％。 （2）瞬態(tài)響應(yīng)特性 瞬態(tài)響應(yīng)特性指負(fù)載從0-100％突加或從100％～突減時(shí)輸出電壓的精度，其中突減負(fù)載帶來(lái)的暫態(tài)過(guò)一般要比突加負(fù)載嚴(yán)重。市場(chǎng)參考值是±4％。 （3）諧波失真度 2 UPS帶非線性負(fù)載的能力 UPS的負(fù)載主要是計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)電源是開(kāi)關(guān)電源，它們吸取的電流并非正弦波，我們稱(chēng)之為非線性負(fù)載。市電容量大，阻抗小，對(duì)非線性負(fù)載供電時(shí)，問(wèn)題不大。UPS 卻有較大的輸出阻抗，非線性負(fù)載會(huì)在UPS的輸出端產(chǎn)生諧波電壓，特別是在諧振頻率附近的諧波電壓更大，使UPS的輸出電壓失真。而且UPS的容量也是有限的，它必須有好的對(duì)策來(lái)對(duì)付高波峰因數(shù)的負(fù)載電流，否則UPS可能在帶這類(lèi)負(fù)載時(shí)經(jīng)常切換到限流工作，引起輸出電壓降低，進(jìn)而影響計(jì)算機(jī)負(fù)載的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以現(xiàn)在好的UPS都提出自己的UPS能夠允許的波峰因數(shù)，一般應(yīng)在3：1以上。反過(guò)來(lái),我們?cè)谶x擇UPS的容量時(shí)，也應(yīng)該考慮非線性負(fù)載的影響。因?yàn)閁PS的標(biāo)稱(chēng)容量同其他電器設(shè)備一樣，是按負(fù)載功率因數(shù)0.8來(lái)定的。而非線性負(fù)載的功率因數(shù)常常只有0.6～0.65，如果要UPS帶滿(mǎn)負(fù)荷的這類(lèi)負(fù)載，勢(shì)必?zé)o能為力。所以核定UPS容量時(shí)，應(yīng)該作適當(dāng)?shù)姆糯蟆?br />
2.3 UPS的輸入特性 UPS的輸出特性主要決定于UPS的逆變器，而UPS的輸入特性主要決定于UPS的前級(jí)整流。過(guò)去人們不太重視UPS的輸入特性，談到輸入部分只談?shì)斎腚妷悍秶�、頻率，對(duì)輸入功率因數(shù)、諧波影響則不太關(guān)心。有的廠家提供了輸入濾波器，功率因數(shù)能提高到0.9以上，但出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，僅僅是作為選什，并且還是手動(dòng)接入和斷開(kāi)的。其實(shí)設(shè)備的功率因數(shù)低，諧波電流大會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)很多危害，歸納起來(lái)主要有：（1）干擾其他的用電設(shè)備；（2）增大輸入電流在傳輸線上的損耗；（3）增加前級(jí)設(shè)備的功率容量，提高投資；（4）增大中線電流。 為了達(dá)到對(duì)負(fù)載的不間斷供電，UPS還經(jīng)常與柴油發(fā)電機(jī)配合使用。這時(shí)低功率因數(shù)的 UPS對(duì)柴油發(fā)電機(jī)和其他負(fù)載的危害會(huì)更明顯。 傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)，由于使用PFC（功率因數(shù)矯正）電路，普遍能達(dá)到O.99 以上，高頻PWM整流技術(shù)更為大功率UPS的輸入特性的改善提供了技術(shù)上的可行性。相信高功率因數(shù)的UPS將會(huì)是今后人們追求的選擇。
2.4 UPS并機(jī)技術(shù) 并機(jī)技術(shù)是UPS技術(shù)的前沿課題，廠家在這項(xiàng)技術(shù)上也表現(xiàn)出較大的差異。UPS并機(jī)有兩個(gè)目的，一是為了擴(kuò)充容量，二是為了獲取備好。過(guò)去并機(jī)控制是由一臺(tái)主機(jī)或者單獨(dú)一臺(tái)井機(jī)柜來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)幾臺(tái)UPS的均流和互鎖，我們稱(chēng)之為集中控制。它的最大問(wèn)題就是如果主機(jī)或者并機(jī)柜出了問(wèn)題，換句話說(shuō)，如果集中控制部分出了問(wèn)題，井機(jī)就告失敗。改進(jìn)的辦法是取消幾臺(tái)并聯(lián)工作的UPS之間的主從關(guān)系，讓它們彼此之間兩兩連接，地位對(duì)等，這樣任何一臺(tái)出現(xiàn)故障，都不會(huì)影響其他幾臺(tái)機(jī)器的并聯(lián)工作，而且對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)擴(kuò)容也比較方便，不需要把正在運(yùn)行的UPS停下來(lái)整體調(diào)試就可以直接并上一臺(tái)新的UPS。 近兩年來(lái)，有的公司提出更新的方案。他們認(rèn)為上述井機(jī)方式連接線太多，安裝、調(diào)試的工程量繁瑣，可靠性不夠高。為了把更多的工作在出廠前完成，減少安裝、使用帶來(lái)的不可靠性，他們提出了不要互連控制線的井機(jī)技術(shù)，并聯(lián)新模塊更方便。 在電倍應(yīng)用領(lǐng)域，目前應(yīng)用較多的是雙機(jī)井聯(lián)系統(tǒng)。因?yàn)槟壳皢螜C(jī)容量做到15 0kVA已經(jīng)是很平常的事，這已經(jīng)能夠滿(mǎn)足電信機(jī)房大多數(shù)情況的容量要求。雙機(jī)井聯(lián)具有更大的靈活性。市場(chǎng)上主要有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：一種是串聯(lián)，一種是并聯(lián)。 （1）串聯(lián)結(jié)構(gòu) 兩臺(tái)完整的UPS同步工作，但一臺(tái)UPS的輸出接到另一臺(tái)UPS的靜態(tài)開(kāi)關(guān)，前者（UP SI）是從機(jī)，后者（UPSZ）是主機(jī)。平常主機(jī)輸出全部負(fù)載電流，主機(jī)故障時(shí)切換到從機(jī)。這種結(jié)構(gòu)的并機(jī)系統(tǒng)最大的問(wèn)題是主機(jī)的靜態(tài)旁路沒(méi)有備份。如果主機(jī)的轉(zhuǎn)換控制失靈或者靜態(tài)旁路故障，即使從機(jī)正常也不能切換給負(fù)載。 （2）并聯(lián)結(jié)構(gòu) 并聯(lián)結(jié)構(gòu)有兩種工作模式，一種是功率均分方式，一種是熱備份方式。 功率均分方式是：兩臺(tái)UPS在正常情況下平均承擔(dān)負(fù)載電流，一旦有一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障，故障UPS退出，另一臺(tái)承擔(dān)全部負(fù)載電流。這種方式的并機(jī)系統(tǒng)既可以用于容量擴(kuò)充，又可以用于系統(tǒng)備份。比如，兩個(gè)30kVA的 UPS在功率均分模式并機(jī)工作，可以帶6OkVA的負(fù)載。但如果要實(shí)現(xiàn)備份，則負(fù)載容量必須限制在一臺(tái)UPS的容量即 3OkVA之內(nèi)。 并聯(lián)熱備份方式是：兩臺(tái)UPS同步工作，但平時(shí)只有一臺(tái)對(duì)外輸出功率，另一臺(tái)處于熱備份的狀態(tài)。一旦一臺(tái)出現(xiàn)故障，立即切換到另一臺(tái)。熱備份方式?jīng)]有容量擴(kuò)充的功能。值得一提的是目前有的廠家又提出了改進(jìn)型的熱備份方式。它把兩臺(tái)UPS 的蓄電池并聯(lián)起來(lái)，系統(tǒng)除了有整流器1和逆變器1、整流器2和逆變器2組成的通路外，還提供了由整流器1和逆變器2組成的通路和由整流器2和逆變器1組成的通路。也就是說(shuō)系統(tǒng)大大減少了由自身整流器和逆變器故障引起的到靜態(tài)旁路的切換次數(shù)。同時(shí)兩臺(tái)UPS的蓄電池并聯(lián)在一起也避免了可能發(fā)生的一組蓄電池經(jīng)常放電，而另一組蓄電池長(zhǎng)期不放電這種現(xiàn)象，這對(duì)蓄電池的維護(hù)很有意義，而且在蓄電池上花同樣的錢(qián)可以獲得兩倍的延時(shí)。所以說(shuō)，這種熱備份方式不失為一種好的選擇。
3 UPS選擇的其他問(wèn)題 除了以上談到的UPS的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題以外，在選擇UPS時(shí)還要注意下面幾個(gè)問(wèn)題。
3.1蓄電池的質(zhì)量問(wèn)題 UPS一般配密封閥控電池。它的價(jià)格比較貴，一般占UPS成本的1／4～1／3。蓄電池的質(zhì)量好壞，不僅關(guān)系到經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，還直接關(guān)系到UPS是否能起到不間斷供電的作用。我們一定要注意所配蓄電池的品牌、生產(chǎn)日期，驗(yàn)收時(shí)不能省掉做放電試驗(yàn)。
3．2大功率UPS的效率問(wèn)題 大功率UPS的效率就是經(jīng)濟(jì)效益。我們不僅希望UPS能達(dá)到較高的效率指標(biāo)，還希望它的效率曲線在較寬的負(fù)載率范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)較高的效率。因?yàn)槌鲇趯?duì)非線性負(fù)載和其他因數(shù)的考慮，UPS的選擇容量常常偏大。 3．3噪音問(wèn)題 應(yīng)盡可能選用低噪音的UPS。 3.4售后服務(wù)問(wèn)題 目前在用大功率UPS幾乎被進(jìn)口產(chǎn)品壟斷。進(jìn)口產(chǎn)品往往存在的缺點(diǎn)是技術(shù)資料不全，國(guó)內(nèi)技術(shù)支持力量不足。在選擇UPS產(chǎn)品時(shí)也應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)，盡量選擇售后服務(wù)到位、技術(shù)力量強(qiáng)的廠家。比如 愛(ài)克賽艾默生 APC ，MGE等。
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發(fā)表于 2006-07-17 22:26
