不间断供电系统核心设备---UPS

第二章 不间断供电系统核心设备--UPS
–输入电流谐波成分；当输入电压为正弦时， 输入电流的谐波成分形成的输入功率呈无 功特性，导致功率因素偏低，并且谐波对 公用电网造成污染，引起谐波危害； –容许电网电压频率变化范围---频率跟踪 范围，同步范围受到两个方面的约束：负 载容许频率变化范围、UPS逆变器容许的频 率变化范围；
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–6、UPS的系统配置功能，在复杂供电系统 中，UPS不可能独立运行实现高可用性指标， UPS必须具有很强的可用性、可管理性、可 扩充性、冗余并机能力； –7、对物理环境的适应能力，主要指UPS正 常运行时对环境温度和湿度的要求，对安 装海拔高度要求，以及UPS可听见噪声水平 等。

不间断供电系统核心设备UPS应该 包含以下7个环节内容：
–1、UPS对电网的适应能力；UPS能适应各种复杂电 网环境运行，包含：用电低谷、用电高峰、公用 电网干扰； –2、UPS运行中不应对系统电网产生干扰污染；随 着电力电子设备增加，对电网的干扰越来越严重， 凡是将进行AC/DC变换的设备，负作用就是使交流 电的电压和电流产生相位差，产生谐波。
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–输出电压频率稳定精度，指电池供电时输 出电压频率稳定精度，UPS输出电压频率变 化与额定频率的百分比； –输出电压幅值的三相不平衡度，当UPS输 出三相电压因负载不平衡或逆变器工作状 态等原因而不等时，其输出电压会影响负 载的正常工作，国标规定UPS输出电压幅值 不平衡不大于5%；
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–三相负载不平衡能力，客观情况下要求三 相UPS具备带100%三相负载不平衡能力； –市电掉电时输出电压的切换时间，指市电 失电时，UPS由市电逆变切换为电池逆变供 电的短时断电时间，一般后备式不大于 10ms，在线互动式不大于4ms，在线式切换 时间可以做到零。
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UPS设备电性能指标
–UPS电性能指标是指对UPS规定应具备的各 种电性能的技术参数，其既是研制开发和 性能改进的依据，又是产品检测、选用和 出现故障处理的标准。
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对UPS设备电性能指标的一些误解：
–1、脱离负载实际需要，过分追求某些电 性能的高指标； –2、以UPS的功率等级确定电性能指标，认 为大功率应要求严格，小功率可放宽标准； –3、以电路结构形式的不同确定不同的电 性能指标。
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–3、UPS输出电性能指标应该全面、高质量 满足负载的各种要求。 –4、UPS本身应该具有很高的效率、接近电 网的输出能力，是一台高可靠性的节能设 备，在某种程度上讲，在能满足负载常规 电性能要求和不停电的前提下，可靠性和 输出能力是UPS的一个重要指标； –5、UPS应具有高度智能化的管理和网络保 护功能；
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–输出电压的动态响应特性，由于UPS对输 出电压的稳定调节过程是个有差环节，而 输出端总是有内阻存在，所以当输入电压 突然变化会引起UPS输出电压突然变化，这 一过程存在一个过渡过程时间。
动态响应幅度用输出动态变化的最大幅值与额 定输出电压百分比表示； 动态响应时间指响应开始到恢复稳压精度的时 间；

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4、UPS系统配置功能
–UPS系统冗余并机功能，UPS系统具有容错 和热插拔维修功能； –并机负载均流度，负载均流直接并机是先 进的并机方式，负载均流度是一项重要的 电性能指标；
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5、智能管理和通信功能
–UPS智能自诊断及保护功能，监视输入电 压和电流、频率、输出电压和电流、机组 工作温度、电池检测和管理； –UPS的通信接口种类和功能； –UPS管理软件和通信功能；
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UPS应具备的电性能指标 1、UPS对电网环境的适应能力，包含以下几个 方面：

–容许电网电压幅值变化的范围，表明UPS变换器对 输入电压偏离正常值时的调控能力，同时也代表 UPS的输出容量和容量余量的大小； –UPS输入功率因素，UPS作为供电系统的一个重要 环节，同时相对电力系统来说又是一个负载，同 所有负载一样，输入功率因素衡量其对电网存在 污染的一项重要电性能指标；
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6、UPS可用性和可维护性
–平均维修时间（MTTR）
MTTR t i m
i 1 n
–可用性A，把平均无故障时间（MTBF）和 平均维修时间（MTTR）综合考虑，反映设 备和系统的实际使用效率。
MTBF A MTBF MTTR
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UPS最初阶段为单一设备的定位，满足 重要部门电网掉电的持续供电。 发展到提高供电品质的核心设备。 现代电力系统可靠性提高，电网完全掉 电所占比例很小。 将UPS提升到成为中型或者局部高可 用性、高性能、高度自动化的供电中心 的位置。
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–双向抗干扰能力，指抗高次谐波干扰的能 力，干扰的频率在几十千赫到几十兆赫， 保证系统的高次谐波不传送到UPS的输出端；
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3、输出能力和可靠性
–输出能力和可靠性是一切供电设备的最重 要指标。包含以下几个方面：
平均无故障时间（MTBF），三种方法计算：理 论计算、试验验证、故障统计； 可靠性量化指标，包括整机工作效率、输出过 载能力、输出电流峰值系数、电流浪涌系数、 输出功率因素等；

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工作效率，指输出有功功率与输入有功功率之 比，表示UPS本身损耗大小； 输出功率因素，UPS输出功率因素表征UPS带非 线性负载的能力； 输出电流峰值系数，输出电流峰值/电流基波 有效值，表征UPS输出能力，是一个可靠性的 量化指标； 启动负载时输出电流浪涌系数，启动电流峰值 /额定输出电流有效值； 过载能力，抗过载能力是UPS的一项可靠性指 标。
2、UPS应对负载提供符合要求的常规电性 能指标
–这些指标并非越高越好，要有适当的性价 比为指导。
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常规电性能指标包含以下几方面：
–输出电压精度，指市电-逆变供电时，当 输入电压在设计要求范围内、负载在满载 范围内100%变化时，输出电压的变化量与 额定值的百分比； –输出电压波形失真度，指UPS输出电压中 所有高次谐波有效值之和与基波有效值的 百分比；
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–频率跟踪速率，频率跟踪速率指市电频率 变化时，逆变器工作频率跟踪市电频率变 化的响应能力，以Hz/s表征，频率跟踪过 快，逆变器对市电频率变化过于敏感，出 现盲目跟踪现象，反之，逆变器则会出现 与市电频率超差状态； –对物理环境的适应能力。
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