解析UPS应用误区

文章摘要：1. 国家标准GB/T15545-1995“电力系统频率允许偏差”规定：电力系统正常运行频率允许偏差值为±0.2Hz，当系统容量较小时，其偏差可以放宽到±0.5Hz。实际上，我国一些大区系统已有能力保持正常频率偏差值为±0.1Hz以内。 2. 一般柴油发电机在频率发生这样大的变化时，其输出电压就已经非常不正常了。 3. 输入频率范围越宽，对输出特性影响越大。因为很多负载是非线性的，不是感性就是容性。 过载能力是UPS的最关键指标之一。 UPS的过载能力 过载能力是UPS的关键性能，因为在市电和负载正常时，UPS只是起稳压器和滤波器的作用，而这个功能用一台廉价的交流稳压器就完全可以实现。因

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1. 国家标准GB/T15545-1995“电力系统频率允许偏差”规定：电力系统正常运行频率允许偏差值为±0.2Hz，当系统容量较小时，其偏差可以放宽到±0.5Hz。实际上，我国一些大区系统已有能力保持正常频率偏差值为±0.1Hz以内。
2. 一般柴油发电机在频率发生这样大的变化时，其输出电压就已经非常不正常了。
3. 输入频率范围越宽，对输出特性影响越大。因为很多负载是非线性的，不是感性就是容性。
过载能力是UPS的最关键指标之一。
UPS的过载能力
   过载能力是UPS的关键性能，因为在市电和负载正常时，UPS只是起稳压器和滤波器的作用，而这个功能用一台廉价的交流稳压器就完全可以实现。因此，如果UPS只起这么一点点作用那就不值了。所以UPS要点就在: 市电异常时UPS要能不间断地接续上去，负载异常时UPS要能酌情处理，即对于一般的过载要能经受得住，不要一过载就轻易转旁路，因为旁路属于应急供电方式，“应急”含有“仓促应付”的意思，既然“仓促应付”，就是说质量和可靠性是没有保障的。因此，尽量减少切换到旁路供电的几率是保证可靠供电的关键，其中过载能力就是一个重要指标。
     过载能力降低是如何造成的呢?主要是由于降低了价格昂贵的功率器件等级而造成。因为过载能力的大小直接受制于功率器件模块的温升，温度太高是导致功率器件失效的主要原因。如图6所示，功率器件模块大，其热容量就大，如果模块（a）度达到150℃需10 分钟，而功率模块（b）由于器件功率等级低，热容量小，在和（a）同等过载量的情况下，只要1分钟就可使模块温度达到150℃，这时如不及时切换到旁路就有烧毁器件的危险。如同样是进口名牌40kVA的UPS，有的采用了300A的IGBT模块，也有的只采用了150A的IGBT模块，在功率上就差了一倍！随之造价也就降下来了。同样的产品，用户当然不会要150A的这种，但又无法知道内部功率器件的规格，尤其是机器未买之前，这时只有通过产品介绍中的过载能力来判断内部功率器件的规格，而且这种方法非常准确。
       这种利用降低功率器件规格来达到降价目的的做法，一来降低了机器的可靠性，二来也给用户的工作埋下了隐患。 
 
UPS的切换时间只对离线式有意义。
系统切换时间
UPS的转换分几种情况：市电异常时、负载异常时、电路异常时、负载异常和电路异常消除时。但不论在哪一种异常的情况下，都希望UPS不能间断供电，下面就分别进行讨论。
    市电异常时 不少用户最关心的是市电异常时的切换时间要保证为零。对于在线式UPS来说，在市电异常时电路的相应开关并未进行任何切换动作，所以也就不存在任何切换时间，那为什么有些用户还非常担心这个指标呢？这不得不追溯到后备式UPS，在早期的PC机使用中，很少有需要大容量UPS的场合，而用得最多的几乎都是小于1kVA的后备式UPS。在市电故障时，后备式UPS必须通过转换开关由市电供电切换到逆变器供电，如图2所示。而这个切换开关是用中间继电器充当，原来的产品都将这个切换时间限制在3ms以内，但实际上在测试中的切换时间有的就达到了45ms之长。一般也很少有小于10ms切换时间的产品。因此在这些用户的意识中不管是在线式还是后备式，只要是UPS都是这样的。由于没分清在线式和后备式电路结构的区别，所以市电断电时的切换时间也就成了一个虽然重点关注的问题。
    负载异常时 当负载过流或短路时，由于逆变器再也无法承担这样的重负就需要切换到旁路供电。由于过载有一个时间限制，在这个过载时限内除了原来的频率跟踪锁相外，电压的幅度也开始跟踪市电，目的是为了使同相切换时的电压幅度尽可能地接近，电压幅度越接近，切换越平滑。UPS过载的能力越强，就会使幅度跟踪的时间越充裕，跟踪的效果就越好，也就越能保证零切换。切换有两种方式：一种是逆变器后面的静态开关撤销触发信号的同时触发旁路静态开关，这种方式有时会出现环流；另一种是逆变器后面的静态开关撤销触发信号后还要延迟一段时间，以保证该静态开关完全截止后再去触发旁路静态开关，以避免环流的出现。但这个延时一定要恰当，延时短了仍会出现环流，延时长了又会出现间断现象。

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