不間斷電源

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不間斷電源范文第1篇

1 概述

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS 將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩壓器，同時它還向機內電池充電；當市電中斷（事故停電）時， UPS 立即將機內電池的電能，通過逆變轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過大和電壓太低都提供保護。

針對UPS的產品特點，UPS的電磁兼容主要包含以下幾個部分：電源的輸入、輸出傳導干擾；電源的輻射騷擾；UPS的抗干擾特性。下面逐項闡述達到相關標準要求的設計方法。

2 輸入、輸出傳導干擾的抑制

針對傳導騷擾，可以從三個方面來考慮：干擾源、傳導途徑和直接的騷擾抑制。

（1）干擾源的消除和降低：在UPS中有整流的AC/DC變換，有SPWM逆變的DC/AC逆變器，有PFC的高頻變換電路，有DC/DC變換的回路，這些都是UPS內重要的騷擾源，尤其是其中的變壓器、電感、高頻電流回路，因此，合理地設計相應變壓器和電感的參數、加工工藝和在整機中的布局將可能大幅度降低它們的騷擾強度，合理地設計高頻電流的PCB、布線也可以改善UPS的騷擾；對于功率變換器中的驅動電路，可以在不影響效率和內阻的情況下加大驅動電阻，增加開關電源的上升、下降沿時間，從而減少電壓、電流的高頻諧波含量。

（2）傳導途徑的抑制：由于所有的傳導干擾只有通過適當的空間和導體途徑才可能作用到UPS的輸入、輸出電源端子，因此，盡量減少傳遞的途徑也是減低UPS不間斷電源騷擾的有效方法。例如，將所有的干擾源安裝在離輸入、輸出端子較遠的位置，輸入、輸出的電源線不從干擾源附近走線，在干擾源的進出位置加強抑制處理，通過屏蔽手段將干擾源和其它部分進行空間隔離，電源的輸入、輸出等分別在整機的相對較遠位置等。

（3）直接的騷擾抑制：對于采用上述方法后仍然無法符合標準要求的情況，直接在輸入、輸出回路采用相應的EMI濾波器件，如電感、高頻電容、專用濾波器等將可以再次有效壓低UPS整機對外的傳導干擾，實踐表明，只要適當加大濾波器的相關參數和衰減的DB值，一般都可以將UPS的傳導騷擾壓低到標準的限值以內。當然，濾波器的安裝必須越靠近輸入、輸出電源端子越好，因為即使是多幾厘米長的接線也會增大干擾，插座式的濾波器將是最為理想的選擇。另外，在濾波器中的電容或外加的EMI濾波電容最好是無感的，以增強濾波效果。

3 整機輻射干擾的抑制

對于UPS的輻射干擾，主要有兩種方法：輻射源的強度抑制和輻射途徑的處理。

（1）輻射源的抑制：在UPS中，輻射源的輻射強度抑制方法基本同傳導的處理相同，因為干擾源本身即有傳導騷擾又有輻射騷擾；另外，對于輻射騷擾，對輻射源采取適當的屏蔽措施將可十分有效地降低輻射干擾的電平和能量。

（2）輻射途徑的處理：整機外殼的等電位設計：根據電磁場原理，一個接地良好理想密閉的金屬六面殼體的內外電磁場不存在相互干擾，因此UPS的外殼一般應作成金屬的，且各個面之間應良好連接，保證為一個等電勢體，這樣即可十分有效減弱UPS對外的輻射干擾。一般對于電磁兼容要求嚴格的場合，UPS的殼體不宜采用塑料制作。

進出UPS殼體連線的處理：由于UPS必須有輸入、輸出電源端子、電池擴展端子等連線進出UPS的外殼，因此這些線的防騷擾處理將十分重要，直接影響到測試的結果能否符合標準要求。一般在這些線上適當地加些高頻磁環和高頻電容就會有很好的效果。

4 UPS的抗干擾設計

UPS的抗干擾主要體現在控制電路的抗擾性，從電路的性質可分為模擬電路的抗干擾和數字電路的抗干擾兩個方面。良好的抗擾性是保證UPS正常運行的條件，因此，在UPS的控制回路的設計初期就必須將控制電路的抗擾性考慮進去，否則，遇到外界騷擾時整套的控制方案將可能全部。

（1）模擬電路的抗干擾：

對于開環的模擬控制，一般針對可能出現干擾的部位適當加入一定的RC電路將騷擾消除；對于閉環的模擬控制，除了采用RC外，還必須對閉環的放大倍數的頻率特性進行適當的調整，確保干擾信號加入時不會對環路產生惡果。

對于功率部分的電路，減短所有的連線、加入假負載、減小功率驅動的回路等都可以有效增強功率電路的抗干擾能力。

（2）數字電路的抗干擾：

對于數字控制電路，其抗擾性對UPS的可靠性十分重要，因為目前幾乎所有的UPS控制都有采用到數字控制的單片機，抗擾性差的系統將可能導致UPS的停機或損壞。

數字電路電源的有效濾波是數字電路不受干擾的基本保證；所有的I/O口應有適當的RC處理；控制電路應盡量遠離功率部分；適當的電磁屏蔽措施；良好的PCB布局設計等都可以有效避免數字系統受到外界干擾。

不間斷電源范文第2篇

【關鍵詞】 不間斷電源系統 電力供應 負荷 電池組

不間斷電源系統，即UPS（Uninterruptible Power Supply），這種設備能夠為負載提供不間斷的電力供應。最初使用在特殊的領域，比如電視臺節目的播出系統、醫院的手術室、軍事國防等方面，當出現緊急情況時，能夠實現可靠的電力應急供應。而現在，隨著經濟社會的發展和科技的進步，UPS在很多行業內蔓延，有了更加廣泛的使用。

1 UPS的基本功能

1.1 快速切換功能

為了滿流電的供給具有連續性，在電網出現異常情況突然斷電的時候，要求能夠從正常的電網快速切換到UPS上。負載設備對供電穩定性的要求不同，所以在UPS的切換速度上要求也不同。一般情況下，計算機內部的濾波電容所放出的電，只能夠使計算機維持10毫秒左右的工作時間。一旦超過這個時間，設備就會進入重啟的自檢狀態。針對于這個情況，UPS必須在停電的10毫秒之內恢復正常的供電。

1.2 提供穩定的電壓和準確的頻率

供電電源中電壓和頻率的穩定性，對于計算機系統內部的精密元器件而言是很重要的，直接影響到工作性能。當特殊情況發生時，電壓的波動會帶來一些影響，電網中的干擾也會給電器設備帶來損失。所以，UPS能夠起到穩定電壓和頻率、使電源環境變得潔凈的作用。除此之外，部分UPS還具有過電流、過電壓的安全報警或自動保護功能。

2 UPS的工作原理

UPS的工作過程是：電源首先經過輸入濾波器，將電力中的電磁干擾、尖峰脈沖等進行吸收和抑制，然后分成四種不同的形式進行處理：

第一，到達整流器輸入端，在功率團數校正功能的作用下，進行整流處理。

第二，進入UPS鎖相同步電路，提取同步信號。當發生停電時逆變器能夠對蓄電池產生的直流電進行同步逆變，確保負載供電的同步性和連續性。

第三，UPS經過充電器對蓄電池組進行浮充式充電之后，在電力中斷的時候逆變器能夠提供充足的逆變電源。浮充電壓的設置上，應該是電池組電壓的1.125倍。

第四，經過交流旁路供電通道，能夠直接到達切換開關的常閉觸點上。如此一來，當微處理器或逆變器出現故障時，電力直接向負載進行供電，從而避免了電力的中斷。與此同時，蜂鳴器會報警，值班人員要采取措施，體現出UPS的可靠性。

一旦出現電力中斷的情況，在微處理器的控制之下，直流變換器就會投入使用，將蓄電池匯總的直流低壓變為符合逆變器需求的高壓，然后向負載輸出標準的交流電源。為了確保在電力中斷的時候，UPS內部的控制電路能夠正常工作，控制電路所需要的直流電是由蓄電池組的直流電經過變換器的處理而得到的。

3 UPS運行維護的技術要點

想要保持穩定的連續的供電，就要在使用的過程中盡量減少開關的次數，這樣能夠保護逆變器。經常性的開關，就容易在線路中產生瞬時的電流、電壓，一些內部電子器件的抗電流、抗電壓能力比較弱，就會增加元件的損壞率。經過相關的實踐證明，減少開關次數，能夠保護元器件，提高UPS的工作可靠性。

大量的電子元件構成了UPS，所以它的工作環境是有一定要求的。具體來說，要保持良好的通風和清潔度，要有適宜的溫度和濕度。只有這樣，才能降低故障發生率，延長使用壽命。

根據相關統計，UPS發生故障最多的部位是逆變器，大概占所有故障中的80%。而逆變器發生故障的主要原因在于功率部件，為了提高功率部件的使用質量，往往在制造中會加入快速熔斷器。關鍵問題在于，快速熔斷器大多是國外進口，其價格昂貴，急需進行國產化生產。

3.1 UPS在運行過程中的注意事項

第一，對于新購買的UPS，后備蓄電池在充電時要注意均衡性，從而延長蓄電池的使用壽命。

第二，對UPS進行功率匹配時，一定要留有一定的余量。舉例而言，UPS的功率是1000W，那么就按照800W的負載功率進行匹配。

第三，使用UPS的正確步驟是：第一步，接通UPS的進相電源。第二步，打開UPS。第三步，打開負載。第四步，關閉負載。第五步，斷開UPS電源。

第四，使用UPS時，盡量不要同時使用交流穩壓器。如果在特殊情況下必須使用，應該將交流穩壓器安裝在UPS的前一級。

第五，UPS在使用中不要用柴油發電機進行供電，因為頻率的突變不穩，會影響UPS的正常運行。

第六，如果是柜式UPS，應該盡量縮短逆變器到外接電池組之間的距離，同時盡量增大導線的截面積。這樣做能夠增大導電量，減小線路中的電能損耗。

3.2 UPS在維護過程中的注意事項

第一，每天對UPS的電源連接進行檢查，以確保它的連接狀況良好。

第二，定期對UPS內部的蓄電池電阻和電壓進行檢測，確保電池組有足夠的使用容量在供電中斷的時候使用。對電壓和電阻不同的蓄電池，要進行性能激活，從而提高使用壽命。

第三，對使用中的UPS每月檢查一次浮充電壓，如果單個浮充電壓低于2.2V，就要對電池組進行均衡的充電。

第四，每天檢查一次UPS的報警開關，當供電停止時，確保開關的警報能夠提醒用戶。

4 結語

在電力相關的行業中采用UPS，能夠在供電中斷的情況下將重要的負荷降低至設備可以承受的程度。所以，并不是意味著可以永遠不停電或不出現電力故障。就目前UPS的發展，平均的無故障時間能夠達到上萬小時，能夠滿足重要的機械設備對供電電源的需求。

參考文獻：

[1]劉國慶.不間斷電源系統應用維護及發展[J].寧夏機械，2007（01）.

[2]肖立飛.探討變電站交流不間斷電源系統設計[J].電源技術應用，2013（11）.

不間斷電源范文第3篇

【關鍵詞】一體化 不間斷 變電站

1 引言

目前，變電站的繼電保護、微機控制和事故照明設備大多數采用電力專用逆變電源或多臺UPS分散供電。分散設立多套系統，增加了一次投資和日常運行維護工作量。交流和直流一體化不間斷電源的應用滿足了運行維護和電力體統對于可靠性的要求。

變電站操作電源基本設計有3套各自獨立的系統，即直流操作電源（DC）、通信電源、交流不間斷電源。

2 電站不間斷電源系統現狀

當前變電站中的操作電源一般分為直流電源系統、通信電源和交流電源系統[1]，主要功能如下：

2.1 直流電源系統（DC）

直流操作電源系統是提供給變電站內所有控制、保護、自動裝置等控制負荷和各類直流電動機、斷路器合閘機構等動力負荷的電源。直流操作電源系統電壓一般選擇220V或110 V，采用不接地方式。對220 kV及以上變電站均裝設2組蓄電池及2套充電裝置，構成兩電兩充方式，采用單母線分段接線，兩段母線之間設聯絡電器，2組蓄電池及2套充電裝置分別接于不同母線段。

2.2 通信電源

提供給變電站內載波機、光端機 等通信設備及保護復接設備電源。系統電壓為48 V，采用正極接地方式。220 kV及以上變電站按兩電兩充設計，采用單母線接線，兩組蓄電池及2套充電裝置分別接于不同母線段，2段母線之間不設聯絡電器。

2.3 交流電源系統

在變電站中，交流不間斷電源系統（UPS）主要是給不允許短時停電的計算機監控設備供電，可靠性及穩定性要求高，一般均采用一用一備串聯運行方式，即正常時由主機供電，主機故障時，從機自動投入。UPS正常由交流電源供電，當交流電源消失或整流器、逆變器等元件故障，則由自帶的蓄電池向逆變器供電。

3 存在的問題

如上所述的變電站操作電源的設計基本均存在3個各自獨立的系統，即直流操作電源（DC）、通信電源、交流不間斷電源（UPS），且每套電源系統均各帶1或2組蓄電池（某些設計已取消UPS自帶的蓄電池），設立通信蓄電池室和直流操作電源蓄電池室。這必將存在以下問題：設立多套分系統，蓄電池組重復設置，工程的一次投資增大；設備分散設置，增加了日常運行維護工作量。

隨著運行維護要求的日益提高及設備技術的不斷發展，電源系統的分散性逐漸顯露出了它存在的不足，這就出現了直流和交流一體化不間斷電源。

4 一體化不間斷電源設備及其功能

4.1 一體化電源設備的含義

一體化電源設備，是將直流電源、電力用交流不間斷電源（UPS）、電力用逆變電源（INV）和通信用直流變換電源（DC/DC）等電源裝置組合為一體，共享直流電源的蓄電池組，并統一實施監控的成套電源設備[2]。

4.2 一體化不間斷電源設備的功能

一體化電源設備具有一套公用的蓄電池組，它能同時為一體化電源設備的全部輸出負荷提供電源，滿足全部負荷容量和供電時間的要求。在正常運行方式下，該電源設備由交流電源供電，蓄電池處于浮充備用狀態；當交流電源故障停電時，蓄電池為全部負荷提供電源。所以，一體化電源設備的備用電源至關重要，應保證其在全部工作過程中，不能出現停電。

5 典型的一體化不間斷電源的實施方案

目前，新建變電站都已應用不間斷電源系統，以220kV壩基頭變電站為例，該站統一由直流操作電源供電，除提供直流操作電源DC、交流不間斷電源UPS，還提供通信用48V電源。利用DC/DC電源變換裝置代替原通信專業48V蓄電池電源系統，將DC/DC裝置做為直流系統的一個負荷考慮，即DC-UPS-DC/DC一體化電源。

該接線設計同時取消了UPS系統、通信電源系統的蓄電池，共用直流操作電源DC的蓄電池組。能較好地實現電源系統管理的網絡化、智能化，實現站用電源系統數據一體化的實時監視，對被監控對象的控制、調節和運行方式能更方便實施集中管理、分散控制。減少設備日常維護工作量，同時提高可靠性，全站僅設1套直流操作電源蓄電池，取消UPS電源、通信電源蓄電池組，減少了維護管理工作量。工程投資經濟性得到提高，設備上減少了2組通信用蓄電池及UPS蓄電池。同時社會經濟效益得到提高，減少蓄電池的使用量，對改善環境質量具有積極的作用，對節約大量稀有金屬資源潛能巨大。

6 一體化不間斷電源應用中的幾個問題

一體化電源設備的核心問題是其備用電源的特性、容量及其供電持續時間。對備用電源的要求是放電平穩、持續時間長、使用壽命長、正常運行免維護或少維護。多年來電力系統中一般采用鉛酸蓄電池，目前普遍采用的是閥控密封式鉛酸蓄電池[3]。

此外，直流操作電源系統為不接地系統，所以交流側的UPS裝置的交流輸入、輸出與直流側必須采取措施進行隔離，如采用隔離變做隔離，以避免交流側的運行及故障影響直流操作電源系統側的絕緣降低，造成直流系統接地等異常。通信電源系統采用正極接地方式，所以DC/DC裝置的輸入、輸出部分也必須隔離。

7 結語

一體化不間斷電源系統減少了設備配置、建筑面積和蓄電池的附屬設施，由變電站統一運行、維護，減少了運維人員的數量和工作量，提高了運行、維護工作的可靠性和經濟性。

參考文獻：

[1]佘恬，陳娟.變電站一體化不間斷電源的應用探討[J].廣西電力，2009（5）：30-32.

不間斷電源范文第4篇

關鍵詞:EDLC超級電容 直流UPS電源 儲能

中圖分類號:TM53 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0133-02

在各種UPS不間斷供電電源系統中,通常采用可反復充電蓄電池作為直流電源系統的后備電源。UPS不間斷供電電源往往是在供配電網突然斷電或供配電電網電壓出現瞬時跌落等運行工況狀態時的最初幾秒到幾分鐘內起穩定供電電能的作用,即已充滿電能的蓄電池在這段時間內提供直流系統對應的電能資源。由于充電蓄電池存在綜合使用壽命較短、需定期進行性能維護、以及對運行環境溫度等影響因素較敏感等不足,導致UPS直流供電電源在實際運行過程中,需要時刻監視蓄電池的運行性能狀態,即不能進行大電流直接充放電,又要避免在UPS系統中引入感性負載(如電動機)等。因此,充電蓄電池自身所存在的缺點是限制UPS不間斷電源快速發展的重要制約因素。超級電容器是在近幾十年的發展過程中,取得了較為良好的研究成果和應用效果,其是一種集常規電容器與化學電池間二者性能為一體的新型儲能電子元器件。它不僅具備傳統電容器的放電功率性能,同時也具備化學電池應有的電荷儲備功能。隨著電源技術研究的進一步深入,超級電容器其容量可達數千法拉,與常規可充電蓄電池相比,其具有性能優越、能源轉換效率高、實用環保等功能,在UPS不間斷直流電源系統中,具有較大的理論研究和實際推廣應用前景[1]。

1 蓄電池直流操作電源系統主要問題

在航空、電網、醫療、鐵路、工業等領域,UPS不間斷電源作為直流系統后備電源,在供配電網系統發生突然停電或者電壓瞬時跌落過程中的穩定供電電源,對確保整個直流供電系統安全穩定、準確可靠的供電方面具有較大的應用價值。目前,直流操作電源系統中普遍采用反復充電蓄電池作為后備電源,也就是說蓄電池后備直流操作電源系統是用蓄電池來完成儲能,當交流電正常且整流器完好時,蓄電池會通過對應整流裝置和放電電路提供相應電流來補充電網系統中沖擊負荷的影響,確保直流系統供電安全可靠性;另外,當交流電源突然停電或整流裝置發生故障后,蓄電池會通過放電回路向重要負荷、事故負荷、以及沖擊負荷等停電保護等級較高的負荷提供直流電能資源。以蓄電池為儲能元件的直流操作電源在很多工程領域中得到廣泛應用,同時也發揮較為良好的應用效果。但實際工程應用中發現,很多蓄電池生產廠商為推銷密封鉛酸蓄電池,均在設備外殼上加上了“免維護”等標識,這給實際UPS直流電源系統維護工作人員帶來許多誤區,加上現場蓄電池維護較為繁雜,維護不方便,這就導致工作人員在實際工作中放松了對蓄電池的日常維護管理工作力度,如密封鉛酸蓄電池沒有按照相關規定要求進行活化試驗、蓄電池運行環境溫度變化較大、以及使用過程中出現充放電電流過大、帶感性負載等。由于UPS不間斷直流系統在使用過程中,充電蓄電池存在管理不善等問題,隨著使用時間加長,極板活性物質出現大量脫落,容量也大大下降,其輸出能力大大降低,有的甚至不能滿足斷路器合閘等保護控制要求,直接影響到UPS直流電源的使用性能水平。從大量統計數據資料表明,目前12V系列鉛酸蓄電池其平均使用壽命大約只有3～4年,因此,直流UPS不間斷電源的供電安全可靠性問題值得進一步加深研究[2]。

2 超級電容代替蓄電池的可行性分析

目前,工程中應用的超級電容器主要包括EDLC雙電層電容器和電化學電容器兩大類。其中,EDLC超級電容器是一種高能量密度的無源儲能電子元件,其多孔化電極主要采用活性炭粉和活性炭纖維,而且電解液則采用有機電解質,整個儲能性能相當優越。EDLC超級電容器在工作時,其可以在可極化電極和電解質溶液間界面上形成了雙電層中聚集大量的電容量,從而提高電容器的電荷儲存效率。EDLC超級電容器具有極大的電容量,同時可以儲存很大的靜電負荷,也就是說EDLC超級電容器其儲能性能是介于常規電容器與化學電池間的新型高效儲能元件。超級電容與常規鉛酸充電蓄電池間的特性比較如表1所示。

由表1可知,EDLC超級電容與常規鉛酸蓄電池相比,其不僅具有材料無毒、環保性好、使用壽命較長、對使用環境要求較低、以及可提供大電流充放等優點,同時其還具有真正免維護性能,在直流操作電源事故負荷較小或特性指標要求不是太高的工程領域,其工作性能完全可以代替常規鉛酸蓄電池作為直接UPS不間斷電源的儲能設備,以提高UPS不間斷供電電源系統運行安全可靠性,減少常規鉛酸電池UPS點煙系統定期維護麻煩和提高使用環境適應性能。

3 基于超級電容器組的不間斷電源設計

由于EDLC超級電容在生產制造等過程中,會造出其內部參數存在不一致問題,這就可能導致UPS電源在充放電過程中,由于內部參數不一致引起超級電容器工作電壓發生不平衡,嚴重影響到整個UPS電源系統的供電安全性、可靠性、供電電能質量和使用壽命。因此,EDLC超級電容在使用過程中,需要對其進行均壓處理?；贓DLC超級電容的直流UPS不間斷電源系統,其主要由電源切換電路、逆變整流器、蓄能控制電路(充放電電路)、超級電容器模組、嵌入式處理器測控電路等共同組成,其邏輯組成方案如圖1所示。

不間斷電源范文第5篇

關鍵詞：通信電源；UPS；雙變換式；可用性；冗余配置

1通信電源的三級劃分

電源系統可靠性是確保通信系統正常運行的首要條件，為了確?？煽康墓╇?，由交流電源供電的通信設備需要采用交流不間斷電源（UPS）。某些通信設備對交流電源的電壓和頻率指標要求很高，也需要由交流不間斷電源（UPS）供電。通信電源可以分為三級，第一級電源為交流基礎電源，保證能源供給，但不能保證不間斷。直流電源和交流不間斷電源（UPS）為第二級電源，主要保證不間斷供電。第三級電源為二次電源，主要提供通信設備內部各種不同交、直流電壓的要求。

綜上可知，在通信電源系統中引入UPS是為了以優良的供電質量向負載連續供電，從而提高供電系統的可靠性和質量。因此，UPS的性能優劣及其可靠性就顯得十分重要。

2通信用UPS電特性要求

通信行業標準對通信用UPS的電氣性能技術要求如表1所示：

在實際設計和配置UPS時，可根據負載特性、電網以及對UPS的具體要求，來確定選擇側重的電氣性能指標。

3典型UPS的組成及特點

UPS的較早形式由整流器、電池、直流電動機、柴（汽）油機、飛輪和發電機組成，飛輪為儲能裝置，稱為動態式UPS。其維護簡單，比較穩定，但系統龐大，操作不便，效率低，噪聲大，電力品質不高。

隨著技術的進步，動態式UPS逐漸被蓄電池做儲能裝置的UPS所取代，稱為靜態式UPS，因其具有一系列優點而成為主流，由整流器、充電器、蓄電池、逆變器整理、靜態開關和手動維修旁路開關組成，結構如圖1所示。

根據運行原理和結構不同，可以分為后備式UPS、互動式UPS、雙變換式UPS、Delta變換式UPS等四種類型。

3.1后備式UPS后備式UPS對市電進行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負載，當輸入電源不符合要求時才由電池供電，絕大多數時間內負載使用的是市電或經簡單處理后給負載供電。具有成本低、部件少、體積小、效率高等優點。但市電/電池供電轉換時間約4～10ms，輸出精度低、輸出波形差、輸出波形為方波，適用于單臺計算機系統的斷電保護。

3.2互動式UPS互動式UPS，當市電正常時，供給負載為改良了的市電；市電故障時，負載完全由電池逆變供電。雙向變換器既可當逆變器，又可作為充電器給蓄電池供電。市電正常時逆變器處于熱備份狀態而作為充電器給電池充電，故又稱為在線互動式UPS，此時其工作效率可達98%以上。具有輸出能力強，不對電網產生諧波干擾等優點。但輸出電壓精度和穩定度比較差，能滿足一般負載的供電要求。

3.3雙變換式UPS雙變換式UPS的電路結構如圖1所示，這是10kVA以上功率范圍的電源最常用的UPS類型。不管有無市電，負載的全部功率都由DC/AC逆變器提供，能夠保證高質量的電源輸出。市電掉電時，輸出電壓不受任何影響，沒有轉換時間，具備典型的在線式UPS功能。能夠徹底解決市電停電、電壓波動、頻率不穩、波形失真及電壓干擾等所有輸入電源的問題。可以作為通信局（站）或者關鍵性負載的首選電源。

由于負載功率100%都由逆變器負擔，因而UPS的輸出能力不理想，對負載提出限制條件。而且，其可控輸入整流器決定了UPS輸入功率因數低，無功損耗大，輸入電流諧波成分大于30%，對電網產生很大的污染。

3.4Delta變換式UPSDelta變換式UPS把電網調節技術中的串并聯有源濾波技術應用到了UPS電路結構中，適用于功率范圍5kVA到1.6MW的應用領域。它始終由逆變器提供負載電壓，故有高性能輸出特點。而且，Delta變換器也向逆變器輸出供電，克服了雙變換式UPS對電網產生污染和輸出能力差的固有缺點。

其優點在于過載能力、輸出電流峰值系數、輸出功率因數等都得到了提高。但是，當市電存在時，Delta變換器承擔的最大有功功率為額定的20%左右，而兩個變換器承擔的無功功率可能為輸出功率的1倍。效率是個可變量，只有市電輸入為額定值，負載為線性負載時，效率才達到最高值。當輸入停電甚至出現短路時，Delta變換器將進入保護狀態，若保護失效，則故障將是毀滅性的。事實上，電網停電或短路時有發生，相比之下，雙變換式卻不會出現此現象。

4通信用UPS的設計

綜合上述各種結構UPS性能的優劣，結合應用實際。我國通信用UPS幾乎全部為雙變換結構，為保證系統可用度，通常采用多個雙變換單機UPS組成適當的冗余。在通信電源系統的實際應用中，設計UPS系統時主要包括以下幾個方面的內容：前級供電系統、UPS容量計算、冗余配置等。

4.1前級供電系統UPS向負載提供電壓穩定、頻率穩定、波形失真度小的高質量電源，且保證實現無間斷供電，其前級供電質量很重要。

前級供電系統電源電壓及頻率要穩定在正常范圍內，通常大容量UPS主機輸入電壓范圍為380V±15%。電壓過低將使UPS后備蓄電池頻繁放電，縮短蓄電池的使用壽命。電壓過高則容易引起逆變器損壞。而且如果前級電壓變化范圍過大，會導致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有間斷。

轉貼于中國在UPS供電系統中不應帶有其他頻繁啟動的負載，否則其開、閉會出現瞬間高電壓或低電壓，導致供電線路上電壓波形失真過大，造成UPS市電旁路供電與逆變器供電轉換控制電路誤動作，進而引起同步控制電路故障。

大多數通信用UPS都備有發電機組，以解決較長時間停電時的供電問題。在配置發電機組時，其容量不低于UPS額定輸出功率的1.5~2倍，以保證發電機輸出電壓、頻率正常，并改善其波形失真度。

4.2UPS容量的計算通常UPS的容量首先要滿足當前負載的需要，同時也要考慮負載性質對UPS輸出功率的影響。UPS電源實際可帶負載量受負載功率因數的直接影響，對不同的負載功率因數要進行功率折算，UPS容量不宜過大或過小，還應考慮擴容的需要。

在計算UPS容量時，所有共用1臺UPS的用電設備額定功率總和即為總負載功率P。UPS的最佳運行負載裕量百分值稱為裕度，一般裕度m的值取20%為宜?？紤]到通信行業的特點，功率因數PF取為0.9~0.95。則可以根據負載大小來確定UPS的容量S。

S=

式中：——UPS容量（kVA）；

P——負載有功功率（kW）；

PF——負載功率因數；

m——裕度。

如果以PF取為0.9~0.95，m為0.2，則S=（1.3~1.4）P。可見，在確定UPS容量時，應按照所有負載功率總和的1.3~1.4倍來設計。

4.3UPS冗余配置方式提高UPS系統可用性問題的根本辦法是采用多個雙變換單機UPS組成冗余。UPS冗余主要有并聯冗余、備用冗余、主—從串聯冗余和分布冗余等幾種形式。

并聯冗余UPS由兩個或多個單機UPS組成，各單機UPS的輸出并聯到一個公共的配電系統。系統一般按照個單機UPS配置，其中個單機就足以滿足系統的全部負整理載用電，再增加一個作為備用。

備用冗余UPS的兩個UPS中有一個是主用，另一個是備用。正常時兩UPS同步運行，只有主用UPS為負載供電，備用UPS空載運行。當主用UPS故障時，轉換為備用UPS供電，故障的主用UPS與負載斷開。其控制電路簡單，但主用UPS向備用UPS轉換時，備用UPS要承受100%額定階躍負載，故對逆變器的動態性能要求較高。