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UPS技术指标与功能对比选择指南

UPS,全称不间断电源,作为保障电力供应稳定性的关键设备,其功能越来越多,但并非越多越好。过多不必要的功能会增加电路和结构的复杂性,最终影响UPS的可靠性。因此,采用最简单的方法实现主要、实用的功能,才是最佳设计。
首先,UPS的市电适用范围包括整流器输入范围、静态旁路输入范围和充电器输入范围。考虑到我国电力状况较差,UPS的市电适用范围应较宽。以整流器输入范围为例,目前最宽仅做到160-270V左右,而理想的范围应更宽。此外,静态旁路输入范围和充电器输入范围也应具备较宽的适用范围。
其次,UPS的过载能力包括过载承受能力和过载保护能力。当负载超过额定容量时,UPS应能承受一定时间的过载,并迅速作出保护。输出短路保护是UPS的基本功能,一般有三种方式:关闭逆变器、跳输入空气开关、逆变器输出电压为零。根据UPS的输出电流大小,选择合适的短路保护方式。
接着,UPS的输入功率因数对电网能量浪费和干扰有影响。提高输入功率因数可降低能量浪费,减少谐波干扰。高频在线式UPS可通过PFC电路实现输入功率因数校正,而捷益达智能型UPS的输入功率因数可达0.99。
逆变效率是UPS的关键性能之一,包括AC-AC效率和DC-AC效率。整机效率高,说明UPS节省电力;逆变效率高,说明UPS在相同电池及负载下工作时间更长。一般来说,UPS的整机效率应在75%以上,捷益达UPS的整机效率达到85%以上。
此外,UPS还应具备旁路-逆变转换条件限制、长延时供电、配接发电机、冗余并机、电池检测保护及自动维护、可靠性、断电切换时间、远程监控等功能。其中,长延时供电、电池检测保护及自动维护、冗余并机等对于保证电力供应稳定性至关重要。
总之,UPS的设计应以实现主要、实用的功能为目标,避免过度追求功能复杂化。通过合理配置各项功能,确保UPS在电力供应中发挥最大作用。UPS的功能很多,而且越来越多。事实上,太多意义不大的功能只会导致电路和结构的复杂,最终导致UPS可靠性的下降。只有采用最简单的方法实现主要的、实用的功能,才是最好的设计。

◇ 市电适用范围

鉴于中国电力状况仍然较差的特点,中国市场的UPS大多数需要较宽的市电适用范围。UPS的市电适用范围包括整流器输入范围、静态旁路输入范围和充电器输入范围。

1.整流器输入范围

UPS的整流器输入范围主要是指整流器的电压输入范围。通常来说,该电压范围是由UPS的体制所决定的。当然,我们希望整流输入范围越宽越好,但如果没有特别的处理,目前最宽只做到160-270V左右。

2.静态旁路输入范围

UPS的静态旁路输入范围包括输入电压范围和输入频率范围。

UPS的静态旁路输入范围是不宜随意加宽的,尤其是静态旁路频率范围,原则上应在50Hz±5%之内。至于静态旁路电压范围,我们当然希望越宽越好,但如果没有特别的处理,原则上在220±15%以内比较合适。

3.充电器输入范围

UPS的充电器输入范围主要是指充电器的电压输入范围,通常来说,该电压范围不会小于整流器的电压输入范围,所以一般很少单独列出。

4.整机输入范围

对于10KVA以下的小UPS,通常不会分别列出整流器输入范围和静态旁路输入范围,只会笼统给出整机输入范围,其中整机电压输入范围主要是指整流器电压输入范围,而整机频率输入范围则主要是指静态旁路输入频率范围。

鉴于高输入电压对负载的损害更大,捷益达专门设计了超宽市电范围的UPS,从根本上解决了输入范围的局限问题,其输入范围真正达到160-310V,并具有旁路稳压功能,适用于任何恶劣的电网环境。

◇ 过载能力

过载能力实际上包括两个内容,即过载承受能力和过载保护能力。当UPS的负载超过额定容量一定的数额之后,过载承受能力是指UPS能够承受多长时间,而过载保护能力则是指UPS在多短的时间内能够作出保护。

◇ 输出短路保护

一般UPS都具有输出短路保护功能,通常可能有如下几种方式:

1.逆变器关闭,输出转旁路并且烧输入保险丝。

2.逆变器关闭,输出转旁路并且跳输入空气开关。

3.逆变器输出电压为零,不转旁路。短路消除后逆变器输出电压自动恢复。

一般来说,小UPS多采用a).、c).方式,其中c).方式更方便合理。大UPS由于输出电流较大,宜采用b).方式。捷益达UPS均采用最合理的短路保护方式。

◇ 输入功率因数改善(PFC)

如果UPS的输入功率因数偏低,一方面会造成电网能量的浪费,另一方面会对电网产生谐波干扰。近年来,对电网的环保意识越来越强,对输入功率因数的要求越来越高。

一般来说,传统双转换体制在线式UPS的输入功率因数通常在0.8以下,进一步提高比较麻烦,通常要采用12脉波整流等方式来实现输入功率因数改善,其成本相对偏高。高频在线式UPS则可通过PFC电路比较容易地实现输入功率因数校正,通常可将输入功率因数改善至0.98以上。捷益达智能型UPS的输入功率因数可达到0.99。

◇ 逆变效率

1.AC-AC效率,即整机效率。整机效率高说明UPS比较节省电力。

2.DC-AC效率,即逆变效率。逆变效率高说明UPS在相同电池及相同负载的情况下维持工作时间更长。

一般来说,整机效率包括逆变效率、整流效率、静态开关效率、充电效率等,通常应在75% 以上。捷益达UPS整机效率都在85% 以上,其中大UPS更达到90% 以上。

◇ 旁路-逆变转换条件限制

UPS在旁路-逆变转换时,由于逆变与旁路的电压、相位差异,会形成环流,并最终导致静态开关或逆变器的损坏。因此,高端UPS产品通常会作一些转换条件的限制,以减少环流。而对于一些低端UPS产品,一般就管不了那么多了。

◇ 长延时供电

在电力不足的地区,UPS必须具备长延时供电功能。事实上,长延时供电并非仅仅增加大容量电池这么简单,还需要具备如下功能:

1.逆变器允许长时间逆变工作。

2.电池直流启动。

3.配置大电流充电器。

4.负载冷启动冲击不转旁路。

5.停电报警复位。

另外,电池数量的配置并不是无限制的,一般来说,电池的并联组数不宜超过三组,最多不超过六组。“长延时供电时间无限延长”的说法是不合理的。捷益达的长延时机型真正能够满足上述的技术要求。

◇ 配接发电机

由于边远地区经常停电时间太长,配大容量电池也难以满足要求,故对UPS提出了能配带发电机工作的要求。配带发电机的主要难点在于发电机所发电力往往电压、频率、波形都不稳定,且波形失真度较大,这对于UPS的输入端要求较高。捷益达UPS均可配带发电机使用。

◇ 冗余并机

为了提高UPS系统的可靠性,通常会采用多台UPS并机使用的方式,以保证其中一台UPS故障时其余UPS仍可继续为负载不间断地提供电力。一般的并机主要有热备份并机和冗余并联两种方式。

◇ 电池检测、保护及自动维护

由于长延时UPS的广泛应用,电池的使用数量很大,因此对电池进行监测、维护的要求也逐渐在提高,其功能主要包括:

1.对电池状况采取有效的自动循环监测,以检测电池端电压、电流等。

2..根据电池的检测情况自动实现充电方式转换,以最合理的充电方式确保电池的使用寿命。

3.定期自动对电池进行放电及充电保养,以维持电池的寿命。

4.电池错接保护。

◇ 可靠性

机器的可靠性是最重要的,而可靠性的指标则是平均无故障时间(MTBF)。我们可以说,现在在UPS的选择中,考虑MTBF指标没有多少实际的意义,因为用户根本不可能在较短的时间内检验产品的MTBF。

◇ 断电切换时间

在市电中断瞬间,输出是否会造成短暂的停顿,是直接影响负载宕机、死机、信息丢失的重要因素。一般来说,后备式、在线互动式UPS会有一定的切换时间,对一般的个人电脑影响不大,但高级设备就要谨慎。在线式UPS则一般不存在切换时间问题。

◇ 远程监控

UPS远程监控的作用主要是通过电脑对UPS进行监控操作,并可选择SNMP适配器构成网络管理系统。远程监控的发展,无疑为UPS的发展带来了新的观念。

◇ 其他

应该说,其它的技术指标基本上不算太重要。一种类型的指标,对用户的真正使用影响不大,例如:稳态负载过载能力等。另一种类型的指标,只要是同类的机型,大家的指标都差不多,例如:输出电压精度、输出频率精度、输出电压调整率、输出波形失真。一般来说,上述指标都容易测试,也常常成为用户选型的重点测试内容,但这往往会导致忽略更加重要的功能指标的考核。





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