1、1第第8章章 交流不间断电源设备交流不间断电源设备交流不间断电源系统（交流不间断电源系统（Uninterruptible Power System，UPS）又称为交流不间断电源设备。）又称为交流不间断电源设备。UPS的输入和输出均为交流电。的输入和输出均为交流电。28.1 UPS的基本组成及分类与选用的基本组成及分类与选用 8.1.1 UPS的基本组成的基本组成3UPS（主机）外观举例（主机）外观举例4UPS（主机）外观举例（续）（主机）外观举例（续）58.1.2 UPS的分类的分类n根据电路结构的不同，按照国际电工委员会标准根据电路结构的不同，按照国际电工委员会标准IEC62040-3：19
2、99，UPS分为三种类型，即：分为三种类型，即：双变换双变换UPS、互动式互动式UPS和和后备式后备式UPS。n过去常用的过去常用的“在线在线”UPS这一术语，这一术语，IEC62040-3和和GB/T 7260.32003明确提出明确提出应避免使用。这是为了避免某些互动式应避免使用。这是为了避免某些互动式UPS与双与双变换变换UPS混淆。混淆。我国国家标准我国国家标准GB/T7260.32003不间断电源设备（不间断电源设备（UPS）第第3部分：确定性能的方法和试验要求部分：确定性能的方法和试验要求修改采用修改采用IEC62040-3：1999。61后备式后备式UPS输入交流市电正常时输入交
3、流市电正常时，转换开关自动接通，转换开关自动接通“旁路旁路”，市电经旁路，市电经旁路通道向用电设备供电（后备式通道向用电设备供电（后备式UPS的旁路通道中通常加装对市电的旁路通道中通常加装对市电进行简单稳压处理的装置）；充电器对蓄电池充电；此时逆变器进行简单稳压处理的装置）；充电器对蓄电池充电；此时逆变器停机（冷备用）。当停机（冷备用）。当市电异常时市电异常时，蓄电池对逆变器供电，逆变器，蓄电池对逆变器供电，逆变器迅速开机，转换开关自动接通逆变器，由逆变器输出交流电压向迅速开机，转换开关自动接通逆变器，由逆变器输出交流电压向用电设备供电。用电设备供电。转换过程中输出电压有转换过程中输出电压有1
4、0ms左右的中断左右的中断。72双变换双变换UPS无论市电是否正常，均由逆变器经相应的静态开关向负载供电。无论市电是否正常，均由逆变器经相应的静态开关向负载供电。逆变器输出标准正弦波，输出电压、频率稳定逆变器输出标准正弦波，输出电压、频率稳定，供电质量高。，供电质量高。输出功率经整流器和逆变器两级变换产生（串级运行），设备的输出功率经整流器和逆变器两级变换产生（串级运行），设备的体积较大，效率较低（为两级效率相乘）。体积较大，效率较低（为两级效率相乘）。83互动式互动式UPS 互动式互动式UPS的输出功率以市电为主的输出功率以市电为主。在市电没有超出允许变化范围。在市电没有超出允许变化范围时，
5、互动式时，互动式UPS的输出频率等于市电频率，若市电频率不稳，则的输出频率等于市电频率，若市电频率不稳，则UPS的输出频率不稳的输出频率不稳；而双变换；而双变换UPS的输出频率等于逆变器的输出的输出频率等于逆变器的输出频率，能够始终保持稳定。这就是两者的频率，能够始终保持稳定。这就是两者的根本区别根本区别。属于互动属于互动UPS类型的类型的Delta变换变换UPS98.1.3 UPS的性能分类代码的性能分类代码电源质量电源质量 输出电压波形输出电压波形 输出动态性能输出动态性能 VFI SS 111 VI SX 222 VFD SY 333 典型的典型的UPS性能分类代码性能分类代码 108.
6、1.4 UPS的选用的选用n通信用通信用UPS宜采用双变换宜采用双变换UPS，也可采用互动式，也可采用互动式UPS，不宜采用后备式不宜采用后备式UPS。n双变换双变换UPS有单进单出、三进单出、三进三出有单进单出、三进单出、三进三出3种类型。种类型。n当通信局（站）需要当通信局（站）需要UPS供电的设备较多、总负荷量较供电的设备较多、总负荷量较大时，为了供电可靠并节约能源，不宜多台大时，为了供电可靠并节约能源，不宜多台UPS单机分单机分散供电，而以散供电，而以采用较大容量的采用较大容量的UPS系统相对集中供电为系统相对集中供电为好好，此时应选用能够并联运行的，此时应选用能够并联运行的UPS并联
7、供电，配置相并联供电，配置相应的输出交流屏，并在各专业机房配置专用交流配电箱。应的输出交流屏，并在各专业机房配置专用交流配电箱。nUPS的额定容量用输出视在功率（的额定容量用输出视在功率（kVA）表示。）表示。11UPS的选用（续）的选用（续）n所需所需UPS的额定容量应根据负荷确定，宜适当留有余量。的额定容量应根据负荷确定，宜适当留有余量。为确保为确保UPS能长期安全可靠运行，其能长期安全可靠运行，其最大负荷应不超过最大负荷应不超过额定容量的额定容量的80%。n此外，高海拔地区空气稀薄，当海拔超过此外，高海拔地区空气稀薄，当海拔超过1000m时，随时，随着海拔升高，设备的散热性能下降，着海拔
8、升高，设备的散热性能下降，UPS应降额使用。应降额使用。降额系数降额系数，海拔，海拔3000m时为时为0.82，海拔，海拔5000m时为时为0.67（详见教材（详见教材P239表表8.2）。）。128.2 正弦脉宽调制（正弦脉宽调制（SPWM）技术）技术nUPS中的核心部件是逆变器。对输出电压波形为正弦波中的核心部件是逆变器。对输出电压波形为正弦波的的UPS而言，逆变器的任务是把直流电逆变成频率稳定、而言，逆变器的任务是把直流电逆变成频率稳定、输出电压稳定、波形失真小的输出电压稳定、波形失真小的50Hz正弦波交流电供给负正弦波交流电供给负载。逆变器应可靠性高，变换效率高，动态特性好，对载。逆变
9、器应可靠性高，变换效率高，动态特性好，对负载适应性强。负载适应性强。n目前在输出正弦波的目前在输出正弦波的UPS中广泛采用正弦脉宽调制中广泛采用正弦脉宽调制（SPWM）逆变器。脉冲频率约）逆变器。脉冲频率约1020kHz，脉冲宽度脉冲宽度则则按按50Hz正弦规律变化正弦规律变化，这样易于滤除电压中的谐波分，这样易于滤除电压中的谐波分量而获得纯净的量而获得纯净的50Hz正弦波输出电压；逆变器可以做到正弦波输出电压；逆变器可以做到体积小、质量轻、效率高；逆变器中的功率开关管大多体积小、质量轻、效率高；逆变器中的功率开关管大多采用采用IGBT。138.2.1 正弦脉宽调制基本原理正弦脉宽调制基本原理
10、加到比较器上的高加到比较器上的高频等腰三角波频等腰三角波us称为称为载波载波，其频率，其频率fs称为称为载波频率载波频率，应保持稳，应保持稳定；其振幅定；其振幅Usm应保应保持不变。持不变。加到比较器上的正加到比较器上的正弦波弦波uc称为称为调制波调制波，其频率称为其频率称为调制频率调制频率，用用f1表示，调制频率表示，调制频率必须与要求逆变器输必须与要求逆变器输出的频率相同，故出的频率相同，故f1=50Hz；其振幅；其振幅Ucm的大小可以调节。的大小可以调节。14n幅度调制比幅度调制比ma定义为定义为 ma的变化范围通常为的变化范围通常为01。n频率调制比频率调制比mf定义为定义为 mf通常
11、是整数。通常是整数。幅度调制比幅度调制比ma和频率调制比和频率调制比mf smcmaUUm 1ffmsf158.2.2 SPWM单相全桥逆变器单相全桥逆变器A臂臂B臂臂 当当ucus时，时，VT1开通，开通，uAN=UI；当；当ucus时，时，VT2开通，开通，uAN=0。当当-ucus时，时，VT3开通，开通，uON=UI；当当-ucus时，时，VT4开通，开通，uON=0。任一时刻都有两个功率开关管被加上任一时刻都有两个功率开关管被加上驱动脉冲，开关的接通状态有四种组驱动脉冲，开关的接通状态有四种组合方式，变压器初级电压：合方式，变压器初级电压：uAO=uAN-uON图图8.516与图与图
12、8.5等效的等效的SPWM波形波形 17求求uAO的平均值的平均值UAO nuAO的平均值为：的平均值为：n据：据：uc=Ucmsin1t ma=Ucm/Usmn得：得：UAO=maUIsin1t nUAO的振幅为：的振幅为：UAOm=maUI (ma1)IsmcIsIAOUUuUTtUtttU1211单极性电压开关单极性电压开关SPWM波形的细节波形的细节 188.2.3 SPWM三相桥式逆变器三相桥式逆变器198.3 锁相同步基本原理锁相同步基本原理n双变换双变换UPS当逆变器过载或发生故障时，在市电质量较当逆变器过载或发生故障时，在市电质量较好的条件下，应能平滑地切换为由市电旁路供电，并
13、应好的条件下，应能平滑地切换为由市电旁路供电，并应避免切换时在静态开关中产生较大的环流。为此避免切换时在静态开关中产生较大的环流。为此在市电在市电频率比较稳定时，逆变器输出的正弦波电压应与输入市频率比较稳定时，逆变器输出的正弦波电压应与输入市电同频率并且基本同相位，即逆变器应与市电锁相同步。电同频率并且基本同相位，即逆变器应与市电锁相同步。n用来使一个交流电源与另一个交流电源用来使一个交流电源与另一个交流电源保持频率相同保持频率相同、相位差小且相位差恒定相位差小且相位差恒定的闭环控制电路，称为的闭环控制电路，称为锁相环锁相环。在正弦脉宽调制逆变器中，设置锁相环来使调制正弦波在正弦脉宽调制逆变器
14、中，设置锁相环来使调制正弦波和三角波的频率分别锁定在电网频率和电网频率的高倍和三角波的频率分别锁定在电网频率和电网频率的高倍率上。率上。208.3.1 锁相环的组成锁相环的组成8.3.2 锁相环的基本工作原理锁相环的基本工作原理 在锁相环路中，如果压控振荡器的角频率在锁相环路中，如果压控振荡器的角频率o与输入信号的角频率与输入信号的角频率i相差在一相差在一定范围内，则由鉴相器输出一定的误差电压，经过环路低通滤波器，去控制压定范围内，则由鉴相器输出一定的误差电压，经过环路低通滤波器，去控制压控振荡器的角频率控振荡器的角频率o，使其向，使其向i值靠拢，这称为值靠拢，这称为频率牵引频率牵引或或频率跟
15、踪频率跟踪。当两个当两个频率完全一致而且两个信号间的相位差达到恒定时，环路便进入了锁定状态频率完全一致而且两个信号间的相位差达到恒定时，环路便进入了锁定状态。处于锁定状态的锁相环，输入信号处于锁定状态的锁相环，输入信号ui(t)和输出信号和输出信号uo(t)之间只存在很小的相之间只存在很小的相位差，而无频率差。位差，而无频率差。一个已经稳定工作的锁相环，如果输入信号的频率发生了变化（如电网频率一个已经稳定工作的锁相环，如果输入信号的频率发生了变化（如电网频率变化），由于相位是频率对时间的积分，因此变化），由于相位是频率对时间的积分，因此ui(t)和和uo(t)的相位差发生变化，的相位差发生变化
16、，鉴相器输出相应的误差电压，经环路低通滤波器，使压控振荡器的频率重新调鉴相器输出相应的误差电压，经环路低通滤波器，使压控振荡器的频率重新调整到和输入信号频率一致，于是环路进入一个新的稳定状态。整到和输入信号频率一致，于是环路进入一个新的稳定状态。21锁相环的基本工作原理锁相环的基本工作原理（续）（续）n当压控振荡器的角频率当压控振荡器的角频率o和输入信号的角频率和输入信号的角频率i相差很相差很大时，环路无法使压控振荡器的角频率大时，环路无法使压控振荡器的角频率o向向i值靠拢，值靠拢，这种现象称为这种现象称为“失锁失锁”。n一旦电网频率与额定频率偏离过大而造成一旦电网频率与额定频率偏离过大而造成
17、失锁失锁，UPS输输出电压的频率应能稳定在出电压的频率应能稳定在50Hz；这时不允许进行逆变器这时不允许进行逆变器供电与市电旁路供电的自动切换供电与市电旁路供电的自动切换。228.4 静态开关静态开关8.4.1 静态开关主电路原理静态开关主电路原理n大多数大多数UPS采用两个反向并联采用两个反向并联的晶闸管组成一个静态开关。的晶闸管组成一个静态开关。n当输入端为正弦波电压正半周当输入端为正弦波电压正半周时，晶闸管时，晶闸管VS1的门极触发脉的门极触发脉冲使冲使VS1导通，电源经导通，电源经VS1向向负载供电；负载供电；VS1在交流过零点在交流过零点时关断。当输入端电压为负半时关断。当输入端电压
18、为负半周时，晶闸管周时，晶闸管VS2承受正向阳承受正向阳极电压，极电压，VS2的门极触发脉冲的门极触发脉冲使使VS2导通，电源经导通，电源经VS2向负向负载供电。载供电。238.4.2 静态开关的应用静态开关的应用逆变器输出与市电旁路逆变器输出与市电旁路静态开关的连接静态开关的连接UPS中设置检修旁路开关中设置检修旁路开关 8.5 PWM整流器整流器n当对当对UPS的输入功率因数、输入电流谐波和系统效率的的输入功率因数、输入电流谐波和系统效率的指标要求都很高时（如要求输入功率因数指标要求都很高时（如要求输入功率因数0.99、输入、输入电流总谐波畸变率电流总谐波畸变率THDi备用时间备用时间1h
19、，=0.008；备用时间；备用时间1h，=0.01；t蓄电池组所处的最低环境温度（蓄电池组所处的最低环境温度（）。）。)25(1 tUSTnCe38UPS系统中蓄电池容量的选择（续系统中蓄电池容量的选择（续2）n选取蓄电池额定容量选取蓄电池额定容量更为精确的方法更为精确的方法是：先求出每只电是：先求出每只电池需具备的放电功率池需具备的放电功率P，即，即 然后根据所需备用时间，查阅蓄电池厂家的然后根据所需备用时间，查阅蓄电池厂家的“恒功率放恒功率放电表电表”来确定蓄电池的额定容量。来确定蓄电池的额定容量。n获得同样的功率，电压高则电流小，而电流小则线路损获得同样的功率，电压高则电流小，而电流小则
20、线路损耗功率小。耗功率小。为了提高效率，大、中功率的为了提高效率，大、中功率的UPS通常蓄电通常蓄电池组的额定电压较高池组的额定电压较高（例如（例如192V、360V、384V、396V、420V、480V、576V等），因此大多采用等），因此大多采用12V电池来构成蓄电池组。电池来构成蓄电池组。NSPnUPS的备用时间应适当选择的备用时间应适当选择nUPS的备用时间应适当选择，并非越长越好。备用时间的备用时间应适当选择，并非越长越好。备用时间长，则需蓄电池额定容量大，除了考虑投资等因素外，长，则需蓄电池额定容量大，除了考虑投资等因素外，还要考查还要考查UPS中是否有足够大容量的充电器来满足对
21、蓄中是否有足够大容量的充电器来满足对蓄电池充电的要求。电池充电的要求。n蓄电池放电后，充电器应以恒压限流方式对蓄电池组充蓄电池放电后，充电器应以恒压限流方式对蓄电池组充电，电，在在24小时内将电量充足小时内将电量充足。如果。如果UPS的充电器不能提的充电器不能提供足够大的充电电流（不小于供足够大的充电电流（不小于0.05Ce），蓄电池放电后），蓄电池放电后将需要很长时间才能充足电量，假如充电不足时市电又将需要很长时间才能充足电量，假如充电不足时市电又停电，则备用时间达不到预期值。停电，则备用时间达不到预期值。39408.7 UPS的串并联使用的串并联使用 双变换双变换UPS与互动式与互动式UP
22、S虽有较高的供电质量和虽有较高的供电质量和可靠性，但毕竟是由大量电子元件、功率器件、可靠性，但毕竟是由大量电子元件、功率器件、散热风机和其他一些电气装置组成的功率电子设散热风机和其他一些电气装置组成的功率电子设备，当采用单台备，当采用单台UPS供电时，由于其平均失效间供电时，由于其平均失效间隔时间（隔时间（MTBF）是个有限值，一般为几万小时，）是个有限值，一般为几万小时，所以还可能发生由于所以还可能发生由于UPS本身的故障而中断供电本身的故障而中断供电的现象。的现象。采用冗余采用冗余UPS系统，可使供电的可靠性系统，可使供电的可靠性得到很大提高得到很大提高。418.7.1 双机串联热备份工作
23、方式双机串联热备份工作方式将热备份的将热备份的UPS输出电压连接到主机输出电压连接到主机UPS的旁路输入端。的旁路输入端。UPS主主机正常工作时承担全部负载功率机正常工作时承担全部负载功率，当，当UPS主机发生故障时自动切换主机发生故障时自动切换到旁路状态，到旁路状态，UPS备机通过备机通过UPS主机的旁路通道继续为负载供电。主机的旁路通道继续为负载供电。市电异常时，市电异常时，UPS处于电池放电的工作状态，由于处于电池放电的工作状态，由于UPS主机承担主机承担全部负载功率，所以其蓄电池先放电到终止电压；然后自动切换到全部负载功率，所以其蓄电池先放电到终止电压；然后自动切换到旁路工作状态，由备
24、用旁路工作状态，由备用UPS继续为负载供电，直到备机的蓄电池放继续为负载供电，直到备机的蓄电池放电终了。电终了。UPS主机与备机、备机与市电应锁相同步。主机与备机、备机与市电应锁相同步。UPS中的静态开关是影响供电系统可靠性的重要部件。中的静态开关是影响供电系统可靠性的重要部件。428.7.2 并联冗余供电工作方式并联冗余供电工作方式用于用于双机并联双机并联的的UPS必须具有并机必须具有并机功能，使两机输出电压的频率、相功能，使两机输出电压的频率、相位和幅度保持一致，输出电流均衡。位和幅度保持一致，输出电流均衡。这种并联是为了提高这种并联是为了提高UPS供电系统供电系统的可靠性，而不是用于供电
25、系统扩的可靠性，而不是用于供电系统扩容容，所以，所以负载的总容量不应超过其负载的总容量不应超过其中一台中一台UPS的额定输出容量的额定输出容量。当其。当其中一台中一台UPS发生故障时，可由另一发生故障时，可由另一台台UPS来承担全部负载电流。来承担全部负载电流。多台多台UPS并联的并联的“N+1”供电系统，其能量转换效率和设备利用率都高供电系统，其能量转换效率和设备利用率都高于两台于两台UPS并联供电系统。并联供电系统。例如，对一个例如，对一个240kVA的负载系统，可采用每台额定容量为的负载系统，可采用每台额定容量为100kVA的的4台台UPS并联供电并联供电。此时。此时具有具有“31”的冗
26、余度的冗余度。即。即3台台UPS可满足全部可满足全部用电需要并有适当余量，用电需要并有适当余量，4台台UPS中如有中如有1台发生故障，不会影响对负载台发生故障，不会影响对负载的正常供电；供电系统正常运行时，每台的正常供电；供电系统正常运行时，每台UPS承担承担60kVA的负荷，设备的负荷，设备利用率为利用率为60。并联冗余供电工作方式（续）并联冗余供电工作方式（续）n在实际应用中，由于在实际应用中，由于“N1”并联冗余系统当并联冗余系统当N值较大时故障率较高，因此值较大时故障率较高，因此并联的并联的UPS单机台数单机台数不宜过多，不宜过多，一般以不超过一般以不超过4台（即台（即N3）为宜。）为
27、宜。n在并联冗余在并联冗余UPS系统中，系统中，当某个单机发生故障时当某个单机发生故障时，该单机的静态开关自动将该机退出系统，系统，该单机的静态开关自动将该机退出系统，系统中并联的其余单机继续给负载供电中并联的其余单机继续给负载供电；当出现系统；当出现系统过载时，负载通过集中的静态开关或各单机分散过载时，负载通过集中的静态开关或各单机分散的静态开关被转换为由市电旁路供电。的静态开关被转换为由市电旁路供电。4344UPS并联冗余供电配置参考并联冗余供电配置参考n2台台UPS并机并机：每台：每台UPS额定容量为总负载容量额定容量为总负载容量的的1.25倍。倍。2台台UPS正常运行时，每台正常运行时
28、，每台UPS的负的负载率不超过载率不超过40%。1台台UPS退出时，剩余退出时，剩余1台台UPS的负载率不超过的负载率不超过80%。n3台台UPS并机并机：每台：每台UPS额定容量为总负载容量额定容量为总负载容量的的0.625倍。倍。3台台UPS正常运行时，每台正常运行时，每台UPS的的负载率不超过负载率不超过53%。1台台UPS系统退出时，另外系统退出时，另外二台二台UPS的负载率不超过的负载率不超过80%（有的通信运营（有的通信运营企业不允许企业不允许UPS并机超过并机超过3台，即规定台，即规定N 2）。）。8.7.3 模块化模块化UPSn随着交流并联技术逐步成熟，在模块化随着交流并联技术
29、逐步成熟，在模块化UPS的可靠性达的可靠性达到要求时可用其组成冗余供电系统。到要求时可用其组成冗余供电系统。n模块化模块化UPS由输入配电部分由输入配电部分、输出配电部分输出配电部分、功率模块功率模块（包括整流和充电、功率因数校正、逆变以及相关控制（包括整流和充电、功率因数校正、逆变以及相关控制电路）、电路）、监控模块监控模块、旁路模块（可集成到功率模块）等旁路模块（可集成到功率模块）等组成组成。模块间能协同工作，。模块间能协同工作，功率模块并联输出功率模块并联输出。功率模。功率模块、监控模块、旁路模块均块、监控模块、旁路模块均可在线热插拔可在线热插拔，并应任意单，并应任意单一模块的退出或接入
30、不影响系统正常输出。一模块的退出或接入不影响系统正常输出。nYD/T21652017通信用模块化交流不间断电源通信用模块化交流不间断电源明明确了对模块化确了对模块化UPS的要求。例如：规定功率模块容量包的要求。例如：规定功率模块容量包括括10、20、25、30、40、50、100kVA；系统容量范；系统容量范围为围为40500kVA；功率模块输出电流不均衡度应不大；功率模块输出电流不均衡度应不大于于5%；系统应有至少；系统应有至少2组可由功率模块共用的电池组接组可由功率模块共用的电池组接口，并具有电池组智能管理功能等。口，并具有电池组智能管理功能等。45468.7.4 双母线供电系统双母线供电
31、系统 LBS：负载母线同步电路。：负载母线同步电路。STS：静态转换开关。：静态转换开关。在实际运行中，不仅在实际运行中，不仅要保证要保证UPS输出端的输出端的电源可靠性，电源可靠性，更重要更重要的是保证负载输入端的是保证负载输入端的电源可靠性的电源可靠性。基于。基于这种考虑，出现了分这种考虑，出现了分布冗余布冗余UPS，即双母，即双母线线UPS供电系统（又供电系统（又称双总线称双总线UPS供电系供电系统），其目的是将电统），其目的是将电源系统的冗余扩展到源系统的冗余扩展到每一个负载设备。每一个负载设备。478.8 UPS的电气性能指标的电气性能指标 8.8.1 通信用双变换通信用双变换UPS
32、的电气性能指标的电气性能指标 见教材见教材P260261 8.8.2 若干指标的含义若干指标的含义YD/T 1095-2018通信用交流不间断电源通信用交流不间断电源（UPS）中所称中所称“在线式在线式UPS”，宜称为，宜称为“双变双变换换UPS”（根据根据GB/T7260.32003）。）。48（1）输出电压稳压精度）输出电压稳压精度 输出电压稳压精度，是指输出电压稳压精度，是指UPS的的输入交流电压在输入交流电压在下限值和上限值之间变化下限值和上限值之间变化，负载在额定电阻性负负载在额定电阻性负载和空载之间变化载和空载之间变化，输出电压偏离额定值的变化，输出电压偏离额定值的变化率。率。49
33、（2）输出电压不平衡度）输出电压不平衡度三相电压不平衡度三相电压不平衡度三相电压不平衡度，可用三相电压不平衡度，可用4位半数字万用位半数字万用表或交流电压表（精度不低于表或交流电压表（精度不低于1级）分别级）分别测试三个线电压，按图示画法来计算。测试三个线电压，按图示画法来计算。图中图中AB、BC、CA分别为所测三个线电分别为所测三个线电压压，以，以CA为公共边分别作为公共边分别作两个等边三角形两个等边三角形OAC和和PAC，连接，连接OB和和PB，用几何用几何法求得法求得OB和和PB的长度的长度，则三相电压不平，则三相电压不平衡度为衡度为式中，式中，Un为电压的负序分量，为电压的负序分量，U
34、p为电压的为电压的正序分量。正序分量。三相电压不平衡度三相电压不平衡度也可用电能质量分析仪测也可用电能质量分析仪测量量。%100pnuUUPBOB50（3）动态电压瞬变范围）动态电压瞬变范围n动态电压瞬变范围，是指动态电压瞬变范围，是指UPS的交流输入电压不的交流输入电压不变，输出接电阻性负载，用断路器或接触器使输变，输出接电阻性负载，用断路器或接触器使输出电流由零突加至额定值、再由额定值突减至零出电流由零突加至额定值、再由额定值突减至零时，以及输出为额定电阻性负载不变，正常工作时，以及输出为额定电阻性负载不变，正常工作方式与电池逆变方式相互转换时，方式与电池逆变方式相互转换时，输出电压瞬变输
35、出电压瞬变值与输出电压额定值之比的百分数值与输出电压额定值之比的百分数。n输出电压瞬变值用存储示波器测量。输出电压瞬变值用存储示波器测量。51（4）电压瞬变恢复时间）电压瞬变恢复时间 n电压瞬变恢复时间，是指电压瞬变恢复时间，是指UPS接电阻性负载，接电阻性负载，分别在电流突加和突减时、正常工作方式与电分别在电流突加和突减时、正常工作方式与电池逆变方式相互转换时，池逆变方式相互转换时，输出电压从阶跃变化输出电压从阶跃变化恢复到恢复到220V2%范围内所需要的时间。范围内所需要的时间。n电压瞬变恢复时间用存储示波器测量。电压瞬变恢复时间用存储示波器测量。52（5）市电电池转换时间）市电电池转换时
36、间 n市电电池转换时间，是指市电电池转换时间，是指UPS由市电供电切换到由市电供电切换到蓄电池供电，或由蓄电池供电切换到市电供电时，蓄电池供电，或由蓄电池供电切换到市电供电时，UPS输出电压中断的时间。输出电压中断的时间。n对双变换对双变换UPS而言，只要逆变器及其输出静态开而言，只要逆变器及其输出静态开关没有过载或发生故障，总是由逆变器向负载供关没有过载或发生故障，总是由逆变器向负载供电，而逆变器的输入电压是不间断直流电压，因电，而逆变器的输入电压是不间断直流电压，因此市电电池转换时间为此市电电池转换时间为0ms。53（6）旁路逆变转换时间）旁路逆变转换时间 n旁路逆变转换时间是指旁路逆变转
37、换时间是指UPS由正常工作方式转旁由正常工作方式转旁路工作，或由旁路工作转正常工作方式时，路工作，或由旁路工作转正常工作方式时，UPS输出电压中断的时间。输出电压中断的时间。nYD/T10952018规定，旁路逆变转换时间在规定，旁路逆变转换时间在UPS输出接电阻性负载、输出功率为输出接电阻性负载、输出功率为50%额定额定功率时，用存储示波器测量。功率时，用存储示波器测量。54（7）效率）效率 效率是指效率是指UPS在规定负载、蓄电池没有明显的能在规定负载、蓄电池没有明显的能量输入和输出条件下，输出有功功率与输入有功量输入和输出条件下，输出有功功率与输入有功功率之比。功率之比。55（8）输出电
38、流峰值系数）输出电流峰值系数n输出电流峰值系数，是指输出电流峰值系数，是指UPS所允许的所允许的非正弦波非正弦波负载电流的峰值与有效值之比负载电流的峰值与有效值之比。峰值系数又称峰。峰值系数又称峰值因数。值因数。n正弦波电流峰值与有效值之比为正弦波电流峰值与有效值之比为 ，而单相桥，而单相桥式整流电容滤波等非线性电路因整流元件导通时式整流电容滤波等非线性电路因整流元件导通时间短、峰值电流大，其电流峰值与有效值之比可间短、峰值电流大，其电流峰值与有效值之比可达达3以上。这项指标反映了以上。这项指标反映了UPS的逆变器带非线的逆变器带非线性负载的能力。性负载的能力。2568.9 UPS的安装与维护
39、的安装与维护 8.9.1 UPS安装注意事项安装注意事项 8.9.2 UPS维护的一般要求维护的一般要求见教材见教材P263265。57安装安装UPS如何选取电缆截面积如何选取电缆截面积n交流输入电缆交流输入电缆的线芯截面积，可按电缆允许温升来确的线芯截面积，可按电缆允许温升来确定，即选取铜芯导线的电流密度为定，即选取铜芯导线的电流密度为25A/mm2。n交流输出电缆和旁路输入电缆交流输出电缆和旁路输入电缆的线芯截面积，应按输的线芯截面积，应按输出额定电流时导线压降不大于额定输出电压的出额定电流时导线压降不大于额定输出电压的3%来来确定。确定。n主机与蓄电池组连接电缆主机与蓄电池组连接电缆的线
40、芯截面积，应按最大放的线芯截面积，应按最大放电电流时导线压降不大于蓄电池组电压的电电流时导线压降不大于蓄电池组电压的1%来确定。来确定。蓄电池组最大放电电流为：蓄电池组最大放电电流为：USIn蓄电池组放电终止电压蓄电池组放电终止电压58UPS安装如何选取电缆截面积（续）安装如何选取电缆截面积（续）n对于三相输出的通信用对于三相输出的通信用UPS，由于非线性负载的，由于非线性负载的3次谐波次谐波电流在中性线（零线）上叠加，为使导线压降符合要求电流在中性线（零线）上叠加，为使导线压降符合要求并减小零地电压（并减小零地电压（数据机房通常要求零线对地线电压控数据机房通常要求零线对地线电压控制在制在1V以内以内），），UPS的输出中性线和旁路输入中性线截的输出中性线和旁路输入中性线截面积，宜为输出相线截面积的面积，宜为输出相线截面积的1.5倍倍左右。左右。n对于流过大电流的电缆，可以考虑采用多根较细的电缆对于流过大电流的电缆，可以考虑采用多根较细的电缆并联，以方便安装。并联，以方便安装。
