6.1 不間斷電源概述

6.1.1 UPS功能與分類

1.UPS的功能

UPS的主要功能如下。

（1）雙路電源之間的無間斷切換。兩路電源可通過UPS實現無間斷切換。

（2）隔離干擾功能。在UPS中，交流輸入電壓經整流后，加入逆變器，逆變器對負載供電。這樣可將電網電壓瞬時間斷、諧波、電壓波動、頻率波動以及噪聲等電網干擾與負載隔離，既可以使負載不干擾電網，又使電網中的干擾不影響負載。

（3）交流電壓變換功能。通過UPS,可以將輸入電壓變換成需要的電壓。

（4）交流頻率變換功能。通過UPS,可將輸入電壓的頻率變換成需要的頻率。

（5）交流電源后備功能。UPS后備功

能如圖6-1所示。UPS中的蓄電池，儲存一定的能量，市電間斷時蓄電池通過逆變器可繼續供電。后備時間可以為5min、lOmin、15min、30min、90min,甚至更長。

2.UPS分類

（1）按UPS配電方式（輸入輸出相數）

UPS可分為單進單出、三進單出和三進三出UPS。

（2）按UPS工作方式

UPS可分為后備式（Off Line）、在線式（On Line）和在線互動式（Line Interactive）。

①后備式UPS

當市電正常時，市電經濾波和抗浪涌無源濾波器后送給負載，同時充電器給蓄電池充電。市電中斷后，逆變器啟動，將蓄電池的直流電壓轉換為交流電壓（即DC/AC變換）并送給負載。轉換時間由繼電器的機械跳動時間和逆變器的啟動時間決定，一般要求在10ms以內。這種UPS的特點是線路簡單、價格便宜，但由于存在切換時間，輸出容易受電網波動的影響，供電質量不高，精密設備不宜采用。

②在線式UPS

在線式UPS分為三端口UPS和串聯在線式UPS兩種。

三端口UPS.三端口UPS實際上是一種鐵磁諧振穩壓變壓器。鐵芯上有三個繞組：市電繞組、雙向變換器繞組和輸出繞組，核心部分是雙向逆變器（整流逆變器）。市電正常時，雙向變換器起整流器作用，保持負載的不間斷用電并給蓄電池充電。當市電中斷時，雙向逆變器起逆變器作用，將電池的直流電壓變成50Hz的交流電。這種UPS長時間后備供電有困難，其輸入電壓范圍較窄，應用受到一定限制。

串聯型在線式UPS.這種UPS在市電正常時，輸入交流電先經輸入濾波器濾掉電網中的污染，再經整流濾波后，給電池組充電，也給逆變器供電。逆變器輸出穩壓穩頻的交流電供給負載。市電不正常或中斷時，逆變器將蓄電池提供的直流電壓變換為交流電壓供給負載，實現不間斷供電=當逆變器輸出過壓、過流或UPS出現故障時，能夠自動關閉，并通過靜態開關不間斷地轉換至市電供電。這種UPS的特點是線路復雜，保護功能和擴展功能較強，允許的市電電壓和頻率的范圍較寬，可以滿足用戶的較高要求，但價格較高。

③在線互動式UPS

在線互動式UPS是指在輸入市電正常時，UPS的逆變器處于反向工作（即整流工作狀態），給電池組充電；在市電異常時逆變器立刻轉為逆變工作狀態，將電池組電能轉換為交流電輸出，因此在線互動式UPS也有轉換時間。同后備式UPS相比，在線互動式UPS的保護功能較強，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波。

3.按逆變工作延時時間（逆變工作時滿負荷條件下允許供電時間的長短）

UPS可分為標準機型和長延時機型。標準機型電池在UPS的腔體內，長延時機型電池需要外加電池箱（柜）。

標準機型能在電力異常時提供7-15min的后備時間，使得用電設備有足夠的時間實施應急措施。在需要較長的后備時間的場合，可以選用具有長延時功能的UPS.

延長不間斷電源的供電時間有以下兩種方法。

（1）增加電池容量。可以根據所需供電的時間長短增加電池的數量，采用這種方法會造成電池充電時間的相對增加，同時也會增加相應的維護設備的數量、增大產品體積，造成UPSI通信專業實務--設備環境整體成本提髙。

（2）選購容量較大的UPS.采用這種方法不僅可以降低維修成本，如果需要擴充負載設備，較大容量的不間斷電源仍可正常工作。一般長延時機型延時時間有0.5h、lh、2h、4h、8h等，可以根據設備需求進行選擇。

　　4.按輸出容量

UPS可分為中小容SUPS（lOkVA及以下）和大容量UPS（lOkVA以上）中小容量UPS包括后備式、在線互動式和在線式，大容量UPS-般為在線式。當設備需求容量大時，可以選用單機容量較大的UPS,也可以選擇多臺中小容量UPS進行并聯冗余實現。

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