不间断电源

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不间断电源范文第1篇

1 概述

UPS（Uninterruptible Power System ），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。

针对UPS的产品特点，UPS的电磁兼容主要包含以下几个部分：电源的输入、输出传导干扰；电源的辐射骚扰；UPS的抗干扰特性。下面逐项阐述达到相关标准要求的设计方法。

2 输入、输出传导干扰的抑制

针对传导骚扰，可以从三个方面来考虑：干扰源、传导途径和直接的骚扰抑制。

（1）干扰源的消除和降低：在UPS中有整流的AC/DC变换，有SPWM逆变的DC/AC逆变器，有PFC的高频变换电路，有DC/DC变换的回路，这些都是UPS内重要的骚扰源，尤其是其中的变压器、电感、高频电流回路，因此，合理地设计相应变压器和电感的参数、加工工艺和在整机中的布局将可能大幅度降低它们的骚扰强度，合理地设计高频电流的PCB、布线也可以改善UPS的骚扰；对于功率变换器中的驱动电路，可以在不影响效率和内阻的情况下加大驱动电阻，增加开关电源的上升、下降沿时间，从而减少电压、电流的高频谐波含量。

（2）传导途径的抑制：由于所有的传导干扰只有通过适当的空间和导体途径才可能作用到UPS的输入、输出电源端子，因此，尽量减少传递的途径也是减低UPS不间断电源骚扰的有效方法。例如，将所有的干扰源安装在离输入、输出端子较远的位置，输入、输出的电源线不从干扰源附近走线，在干扰源的进出位置加强抑制处理，通过屏蔽手段将干扰源和其它部分进行空间隔离，电源的输入、输出等分别在整机的相对较远位置等。

（3）直接的骚扰抑制：对于采用上述方法后仍然无法符合标准要求的情况，直接在输入、输出回路采用相应的EMI滤波器件，如电感、高频电容、专用滤波器等将可以再次有效压低UPS整机对外的传导干扰，实践表明，只要适当加大滤波器的相关参数和衰减的DB值，一般都可以将UPS的传导骚扰压低到标准的限值以内。当然，滤波器的安装必须越靠近输入、输出电源端子越好，因为即使是多几厘米长的接线也会增大干扰，插座式的滤波器将是最为理想的选择。另外，在滤波器中的电容或外加的EMI滤波电容最好是无感的，以增强滤波效果。

3 整机辐射干扰的抑制

对于UPS的辐射干扰，主要有两种方法：辐射源的强度抑制和辐射途径的处理。

（1）辐射源的抑制：在UPS中，辐射源的辐射强度抑制方法基本同传导的处理相同，因为干扰源本身即有传导骚扰又有辐射骚扰；另外，对于辐射骚扰，对辐射源采取适当的屏蔽措施将可十分有效地降低辐射干扰的电平和能量。

（2）辐射途径的处理：整机外壳的等电位设计：根据电磁场原理，一个接地良好理想密闭的金属六面壳体的内外电磁场不存在相互干扰，因此UPS的外壳一般应作成金属的，且各个面之间应良好连接，保证为一个等电势体，这样即可十分有效减弱UPS对外的辐射干扰。一般对于电磁兼容要求严格的场合，UPS的壳体不宜采用塑料制作。

进出UPS壳体连线的处理：由于UPS必须有输入、输出电源端子、电池扩展端子等连线进出UPS的外壳，因此这些线的防骚扰处理将十分重要，直接影响到测试的结果能否符合标准要求。一般在这些线上适当地加些高频磁环和高频电容就会有很好的效果。

4 UPS的抗干扰设计

UPS的抗干扰主要体现在控制电路的抗扰性，从电路的性质可分为模拟电路的抗干扰和数字电路的抗干扰两个方面。良好的抗扰性是保证UPS正常运行的条件，因此，在UPS的控制回路的设计初期就必须将控制电路的抗扰性考虑进去，否则，遇到外界骚扰时整套的控制方案将可能全部。

（1）模拟电路的抗干扰：

对于开环的模拟控制，一般针对可能出现干扰的部位适当加入一定的RC电路将骚扰消除；对于闭环的模拟控制，除了采用RC外，还必须对闭环的放大倍数的频率特性进行适当的调整，确保干扰信号加入时不会对环路产生恶果。

对于功率部分的电路，减短所有的连线、加入假负载、减小功率驱动的回路等都可以有效增强功率电路的抗干扰能力。

（2）数字电路的抗干扰：

对于数字控制电路，其抗扰性对UPS的可靠性十分重要，因为目前几乎所有的UPS控制都有采用到数字控制的单片机，抗扰性差的系统将可能导致UPS的停机或损坏。

数字电路电源的有效滤波是数字电路不受干扰的基本保证；所有的I/O口应有适当的RC处理；控制电路应尽量远离功率部分；适当的电磁屏蔽措施；良好的PCB布局设计等都可以有效避免数字系统受到外界干扰。

不间断电源范文第2篇

【关键词】 不间断电源系统 电力供应 负荷 电池组

不间断电源系统，即UPS（Uninterruptible Power Supply），这种设备能够为负载提供不间断的电力供应。最初使用在特殊的领域，比如电视台节目的播出系统、医院的手术室、军事国防等方面，当出现紧急情况时，能够实现可靠的电力应急供应。而现在，随着经济社会的发展和科技的进步，UPS在很多行业内蔓延，有了更加广泛的使用。

1 UPS的基本功能

1.1 快速切换功能

为了满流电的供给具有连续性，在电网出现异常情况突然断电的时候，要求能够从正常的电网快速切换到UPS上。负载设备对供电稳定性的要求不同，所以在UPS的切换速度上要求也不同。一般情况下，计算机内部的滤波电容所放出的电，只能够使计算机维持10毫秒左右的工作时间。一旦超过这个时间，设备就会进入重启的自检状态。针对于这个情况，UPS必须在停电的10毫秒之内恢复正常的供电。

1.2 提供稳定的电压和准确的频率

供电电源中电压和频率的稳定性，对于计算机系统内部的精密元器件而言是很重要的，直接影响到工作性能。当特殊情况发生时，电压的波动会带来一些影响，电网中的干扰也会给电器设备带来损失。所以，UPS能够起到稳定电压和频率、使电源环境变得洁净的作用。除此之外，部分UPS还具有过电流、过电压的安全报警或自动保护功能。

2 UPS的工作原理

UPS的工作过程是：电源首先经过输入滤波器，将电力中的电磁干扰、尖峰脉冲等进行吸收和抑制，然后分成四种不同的形式进行处理：

第一，到达整流器输入端，在功率团数校正功能的作用下，进行整流处理。

第二，进入UPS锁相同步电路，提取同步信号。当发生停电时逆变器能够对蓄电池产生的直流电进行同步逆变，确保负载供电的同步性和连续性。

第三，UPS经过充电器对蓄电池组进行浮充式充电之后，在电力中断的时候逆变器能够提供充足的逆变电源。浮充电压的设置上，应该是电池组电压的1.125倍。

第四，经过交流旁路供电通道，能够直接到达切换开关的常闭触点上。如此一来，当微处理器或逆变器出现故障时，电力直接向负载进行供电，从而避免了电力的中断。与此同时，蜂鸣器会报警，值班人员要采取措施，体现出UPS的可靠性。

一旦出现电力中断的情况，在微处理器的控制之下，直流变换器就会投入使用，将蓄电池汇总的直流低压变为符合逆变器需求的高压，然后向负载输出标准的交流电源。为了确保在电力中断的时候，UPS内部的控制电路能够正常工作，控制电路所需要的直流电是由蓄电池组的直流电经过变换器的处理而得到的。

3 UPS运行维护的技术要点

想要保持稳定的连续的供电，就要在使用的过程中尽量减少开关的次数，这样能够保护逆变器。经常性的开关，就容易在线路中产生瞬时的电流、电压，一些内部电子器件的抗电流、抗电压能力比较弱，就会增加元件的损坏率。经过相关的实践证明，减少开关次数，能够保护元器件，提高UPS的工作可靠性。

大量的电子元件构成了UPS，所以它的工作环境是有一定要求的。具体来说，要保持良好的通风和清洁度，要有适宜的温度和湿度。只有这样，才能降低故障发生率，延长使用寿命。

根据相关统计，UPS发生故障最多的部位是逆变器，大概占所有故障中的80%。而逆变器发生故障的主要原因在于功率部件，为了提高功率部件的使用质量，往往在制造中会加入快速熔断器。关键问题在于，快速熔断器大多是国外进口，其价格昂贵，急需进行国产化生产。

3.1 UPS在运行过程中的注意事项

第一，对于新购买的UPS，后备蓄电池在充电时要注意均衡性，从而延长蓄电池的使用寿命。

第二，对UPS进行功率匹配时，一定要留有一定的余量。举例而言，UPS的功率是1000W，那么就按照800W的负载功率进行匹配。

第三，使用UPS的正确步骤是：第一步，接通UPS的进相电源。第二步，打开UPS。第三步，打开负载。第四步，关闭负载。第五步，断开UPS电源。

第四，使用UPS时，尽量不要同时使用交流稳压器。如果在特殊情况下必须使用，应该将交流稳压器安装在UPS的前一级。

第五，UPS在使用中不要用柴油发电机进行供电，因为频率的突变不稳，会影响UPS的正常运行。

第六，如果是柜式UPS，应该尽量缩短逆变器到外接电池组之间的距离，同时尽量增大导线的截面积。这样做能够增大导电量，减小线路中的电能损耗。

3.2 UPS在维护过程中的注意事项

第一，每天对UPS的电源连接进行检查，以确保它的连接状况良好。

第二，定期对UPS内部的蓄电池电阻和电压进行检测，确保电池组有足够的使用容量在供电中断的时候使用。对电压和电阻不同的蓄电池，要进行性能激活，从而提高使用寿命。

第三，对使用中的UPS每月检查一次浮充电压，如果单个浮充电压低于2.2V，就要对电池组进行均衡的充电。

第四，每天检查一次UPS的报警开关，当供电停止时，确保开关的警报能够提醒用户。

4 结语

在电力相关的行业中采用UPS，能够在供电中断的情况下将重要的负荷降低至设备可以承受的程度。所以，并不是意味着可以永远不停电或不出现电力故障。就目前UPS的发展，平均的无故障时间能够达到上万小时，能够满足重要的机械设备对供电电源的需求。

参考文献：

[1]刘国庆.不间断电源系统应用维护及发展[J].宁夏机械，2007（01）.

[2]肖立飞.探讨变电站交流不间断电源系统设计[J].电源技术应用，2013（11）.

不间断电源范文第3篇

【关键词】一体化 不间断 变电站

1 引言

目前，变电站的继电保护、微机控制和事故照明设备大多数采用电力专用逆变电源或多台UPS分散供电。分散设立多套系统，增加了一次投资和日常运行维护工作量。交流和直流一体化不间断电源的应用满足了运行维护和电力体统对于可靠性的要求。

变电站操作电源基本设计有3套各自独立的系统，即直流操作电源（DC）、通信电源、交流不间断电源。

2 电站不间断电源系统现状

当前变电站中的操作电源一般分为直流电源系统、通信电源和交流电源系统[1]，主要功能如下：

2.1 直流电源系统（DC）

直流操作电源系统是提供给变电站内所有控制、保护、自动装置等控制负荷和各类直流电动机、断路器合闸机构等动力负荷的电源。直流操作电源系统电压一般选择220V或110 V，采用不接地方式。对220 kV及以上变电站均装设2组蓄电池及2套充电装置，构成两电两充方式，采用单母线分段接线，两段母线之间设联络电器，2组蓄电池及2套充电装置分别接于不同母线段。

2.2 通信电源

提供给变电站内载波机、光端机 等通信设备及保护复接设备电源。系统电压为48 V，采用正极接地方式。220 kV及以上变电站按两电两充设计，采用单母线接线，两组蓄电池及2套充电装置分别接于不同母线段，2段母线之间不设联络电器。

2.3 交流电源系统

在变电站中，交流不间断电源系统（UPS）主要是给不允许短时停电的计算机监控设备供电，可靠性及稳定性要求高，一般均采用一用一备串联运行方式，即正常时由主机供电，主机故障时，从机自动投入。UPS正常由交流电源供电，当交流电源消失或整流器、逆变器等元件故障，则由自带的蓄电池向逆变器供电。

3 存在的问题

如上所述的变电站操作电源的设计基本均存在3个各自独立的系统，即直流操作电源（DC）、通信电源、交流不间断电源（UPS），且每套电源系统均各带1或2组蓄电池（某些设计已取消UPS自带的蓄电池），设立通信蓄电池室和直流操作电源蓄电池室。这必将存在以下问题：设立多套分系统，蓄电池组重复设置，工程的一次投资增大；设备分散设置，增加了日常运行维护工作量。

随着运行维护要求的日益提高及设备技术的不断发展，电源系统的分散性逐渐显露出了它存在的不足，这就出现了直流和交流一体化不间断电源。

4 一体化不间断电源设备及其功能

4.1 一体化电源设备的含义

一体化电源设备，是将直流电源、电力用交流不间断电源（UPS）、电力用逆变电源（INV）和通信用直流变换电源（DC/DC）等电源装置组合为一体，共享直流电源的蓄电池组，并统一实施监控的成套电源设备[2]。

4.2 一体化不间断电源设备的功能

一体化电源设备具有一套公用的蓄电池组，它能同时为一体化电源设备的全部输出负荷提供电源，满足全部负荷容量和供电时间的要求。在正常运行方式下，该电源设备由交流电源供电，蓄电池处于浮充备用状态；当交流电源故障停电时，蓄电池为全部负荷提供电源。所以，一体化电源设备的备用电源至关重要，应保证其在全部工作过程中，不能出现停电。

5 典型的一体化不间断电源的实施方案

目前，新建变电站都已应用不间断电源系统，以220kV坝基头变电站为例，该站统一由直流操作电源供电，除提供直流操作电源DC、交流不间断电源UPS，还提供通信用48V电源。利用DC/DC电源变换装置代替原通信专业48V蓄电池电源系统，将DC/DC装置做为直流系统的一个负荷考虑，即DC-UPS-DC/DC一体化电源。

该接线设计同时取消了UPS系统、通信电源系统的蓄电池，共用直流操作电源DC的蓄电池组。能较好地实现电源系统管理的网络化、智能化，实现站用电源系统数据一体化的实时监视，对被监控对象的控制、调节和运行方式能更方便实施集中管理、分散控制。减少设备日常维护工作量，同时提高可靠性，全站仅设1套直流操作电源蓄电池，取消UPS电源、通信电源蓄电池组，减少了维护管理工作量。工程投资经济性得到提高，设备上减少了2组通信用蓄电池及UPS蓄电池。同时社会经济效益得到提高，减少蓄电池的使用量，对改善环境质量具有积极的作用，对节约大量稀有金属资源潜能巨大。

6 一体化不间断电源应用中的几个问题

一体化电源设备的核心问题是其备用电源的特性、容量及其供电持续时间。对备用电源的要求是放电平稳、持续时间长、使用寿命长、正常运行免维护或少维护。多年来电力系统中一般采用铅酸蓄电池，目前普遍采用的是阀控密封式铅酸蓄电池[3]。

此外，直流操作电源系统为不接地系统，所以交流侧的UPS装置的交流输入、输出与直流侧必须采取措施进行隔离，如采用隔离变做隔离，以避免交流侧的运行及故障影响直流操作电源系统侧的绝缘降低，造成直流系统接地等异常。通信电源系统采用正极接地方式，所以DC/DC装置的输入、输出部分也必须隔离。

7 结语

一体化不间断电源系统减少了设备配置、建筑面积和蓄电池的附属设施，由变电站统一运行、维护，减少了运维人员的数量和工作量，提高了运行、维护工作的可靠性和经济性。

参考文献：

[1]佘恬，陈娟.变电站一体化不间断电源的应用探讨[J].广西电力，2009（5）：30-32.

不间断电源范文第4篇

关键词:EDLC超级电容 直流UPS电源 储能

中图分类号:TM53 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0133-02

在各种UPS不间断供电电源系统中,通常采用可反复充电蓄电池作为直流电源系统的后备电源。UPS不间断供电电源往往是在供配电网突然断电或供配电电网电压出现瞬时跌落等运行工况状态时的最初几秒到几分钟内起稳定供电电能的作用,即已充满电能的蓄电池在这段时间内提供直流系统对应的电能资源。由于充电蓄电池存在综合使用寿命较短、需定期进行性能维护、以及对运行环境温度等影响因素较敏感等不足,导致UPS直流供电电源在实际运行过程中,需要时刻监视蓄电池的运行性能状态,即不能进行大电流直接充放电,又要避免在UPS系统中引入感性负载(如电动机)等。因此,充电蓄电池自身所存在的缺点是限制UPS不间断电源快速发展的重要制约因素。超级电容器是在近几十年的发展过程中,取得了较为良好的研究成果和应用效果,其是一种集常规电容器与化学电池间二者性能为一体的新型储能电子元器件。它不仅具备传统电容器的放电功率性能,同时也具备化学电池应有的电荷储备功能。随着电源技术研究的进一步深入,超级电容器其容量可达数千法拉,与常规可充电蓄电池相比,其具有性能优越、能源转换效率高、实用环保等功能,在UPS不间断直流电源系统中,具有较大的理论研究和实际推广应用前景[1]。

1 蓄电池直流操作电源系统主要问题

在航空、电网、医疗、铁路、工业等领域,UPS不间断电源作为直流系统后备电源,在供配电网系统发生突然停电或者电压瞬时跌落过程中的稳定供电电源,对确保整个直流供电系统安全稳定、准确可靠的供电方面具有较大的应用价值。目前,直流操作电源系统中普遍采用反复充电蓄电池作为后备电源,也就是说蓄电池后备直流操作电源系统是用蓄电池来完成储能,当交流电正常且整流器完好时,蓄电池会通过对应整流装置和放电电路提供相应电流来补充电网系统中冲击负荷的影响,确保直流系统供电安全可靠性;另外,当交流电源突然停电或整流装置发生故障后,蓄电池会通过放电回路向重要负荷、事故负荷、以及冲击负荷等停电保护等级较高的负荷提供直流电能资源。以蓄电池为储能元件的直流操作电源在很多工程领域中得到广泛应用,同时也发挥较为良好的应用效果。但实际工程应用中发现,很多蓄电池生产厂商为推销密封铅酸蓄电池,均在设备外壳上加上了“免维护”等标识,这给实际UPS直流电源系统维护工作人员带来许多误区,加上现场蓄电池维护较为繁杂,维护不方便,这就导致工作人员在实际工作中放松了对蓄电池的日常维护管理工作力度,如密封铅酸蓄电池没有按照相关规定要求进行活化试验、蓄电池运行环境温度变化较大、以及使用过程中出现充放电电流过大、带感性负载等。由于UPS不间断直流系统在使用过程中,充电蓄电池存在管理不善等问题,随着使用时间加长,极板活性物质出现大量脱落,容量也大大下降,其输出能力大大降低,有的甚至不能满足断路器合闸等保护控制要求,直接影响到UPS直流电源的使用性能水平。从大量统计数据资料表明,目前12V系列铅酸蓄电池其平均使用寿命大约只有3～4年,因此,直流UPS不间断电源的供电安全可靠性问题值得进一步加深研究[2]。

2 超级电容代替蓄电池的可行性分析

目前,工程中应用的超级电容器主要包括EDLC双电层电容器和电化学电容器两大类。其中,EDLC超级电容器是一种高能量密度的无源储能电子元件,其多孔化电极主要采用活性炭粉和活性炭纤维,而且电解液则采用有机电解质,整个储能性能相当优越。EDLC超级电容器在工作时,其可以在可极化电极和电解质溶液间界面上形成了双电层中聚集大量的电容量,从而提高电容器的电荷储存效率。EDLC超级电容器具有极大的电容量,同时可以储存很大的静电负荷,也就是说EDLC超级电容器其储能性能是介于常规电容器与化学电池间的新型高效储能元件。超级电容与常规铅酸充电蓄电池间的特性比较如表1所示。

由表1可知,EDLC超级电容与常规铅酸蓄电池相比,其不仅具有材料无毒、环保性好、使用寿命较长、对使用环境要求较低、以及可提供大电流充放等优点,同时其还具有真正免维护性能,在直流操作电源事故负荷较小或特性指标要求不是太高的工程领域,其工作性能完全可以代替常规铅酸蓄电池作为直接UPS不间断电源的储能设备,以提高UPS不间断供电电源系统运行安全可靠性,减少常规铅酸电池UPS点烟系统定期维护麻烦和提高使用环境适应性能。

3 基于超级电容器组的不间断电源设计

由于EDLC超级电容在生产制造等过程中,会造出其内部参数存在不一致问题,这就可能导致UPS电源在充放电过程中,由于内部参数不一致引起超级电容器工作电压发生不平衡,严重影响到整个UPS电源系统的供电安全性、可靠性、供电电能质量和使用寿命。因此,EDLC超级电容在使用过程中,需要对其进行均压处理。基于EDLC超级电容的直流UPS不间断电源系统,其主要由电源切换电路、逆变整流器、蓄能控制电路(充放电电路)、超级电容器模组、嵌入式处理器测控电路等共同组成,其逻辑组成方案如图1所示。

不间断电源范文第5篇

关键词：通信电源；UPS；双变换式；可用性；冗余配置

1通信电源的三级划分

电源系统可靠性是确保通信系统正常运行的首要条件，为了确保可靠的供电，由交流电源供电的通信设备需要采用交流不间断电源（UPS）。某些通信设备对交流电源的电压和频率指标要求很高，也需要由交流不间断电源（UPS）供电。通信电源可以分为三级，第一级电源为交流基础电源，保证能源供给，但不能保证不间断。直流电源和交流不间断电源（UPS）为第二级电源，主要保证不间断供电。第三级电源为二次电源，主要提供通信设备内部各种不同交、直流电压的要求。

综上可知，在通信电源系统中引入UPS是为了以优良的供电质量向负载连续供电，从而提高供电系统的可靠性和质量。因此，UPS的性能优劣及其可靠性就显得十分重要。

2通信用UPS电特性要求

通信行业标准对通信用UPS的电气性能技术要求如表1所示：

在实际设计和配置UPS时，可根据负载特性、电网以及对UPS的具体要求，来确定选择侧重的电气性能指标。

3典型UPS的组成及特点

UPS的较早形式由整流器、电池、直流电动机、柴（汽）油机、飞轮和发电机组成，飞轮为储能装置，称为动态式UPS。其维护简单，比较稳定，但系统庞大，操作不便，效率低，噪声大，电力品质不高。

随着技术的进步，动态式UPS逐渐被蓄电池做储能装置的UPS所取代，称为静态式UPS，因其具有一系列优点而成为主流，由整流器、充电器、蓄电池、逆变器整理、静态开关和手动维修旁路开关组成，结构如图1所示。

根据运行原理和结构不同，可以分为后备式UPS、互动式UPS、双变换式UPS、Delta变换式UPS等四种类型。

3.1后备式UPS后备式UPS对市电进行简单的升降压及滤波处理后直接供给负载，当输入电源不符合要求时才由电池供电，绝大多数时间内负载使用的是市电或经简单处理后给负载供电。具有成本低、部件少、体积小、效率高等优点。但市电/电池供电转换时间约4～10ms，输出精度低、输出波形差、输出波形为方波，适用于单台计算机系统的断电保护。

3.2互动式UPS互动式UPS，当市电正常时，供给负载为改良了的市电；市电故障时，负载完全由电池逆变供电。双向变换器既可当逆变器，又可作为充电器给蓄电池供电。市电正常时逆变器处于热备份状态而作为充电器给电池充电，故又称为在线互动式UPS，此时其工作效率可达98%以上。具有输出能力强，不对电网产生谐波干扰等优点。但输出电压精度和稳定度比较差，能满足一般负载的供电要求。

3.3双变换式UPS双变换式UPS的电路结构如图1所示，这是10kVA以上功率范围的电源最常用的UPS类型。不管有无市电，负载的全部功率都由DC/AC逆变器提供，能够保证高质量的电源输出。市电掉电时，输出电压不受任何影响，没有转换时间，具备典型的在线式UPS功能。能够彻底解决市电停电、电压波动、频率不稳、波形失真及电压干扰等所有输入电源的问题。可以作为通信局（站）或者关键性负载的首选电源。

由于负载功率100%都由逆变器负担，因而UPS的输出能力不理想，对负载提出限制条件。而且，其可控输入整流器决定了UPS输入功率因数低，无功损耗大，输入电流谐波成分大于30%，对电网产生很大的污染。

3.4Delta变换式UPSDelta变换式UPS把电网调节技术中的串并联有源滤波技术应用到了UPS电路结构中，适用于功率范围5kVA到1.6MW的应用领域。它始终由逆变器提供负载电压，故有高性能输出特点。而且，Delta变换器也向逆变器输出供电，克服了双变换式UPS对电网产生污染和输出能力差的固有缺点。

其优点在于过载能力、输出电流峰值系数、输出功率因数等都得到了提高。但是，当市电存在时，Delta变换器承担的最大有功功率为额定的20%左右，而两个变换器承担的无功功率可能为输出功率的1倍。效率是个可变量，只有市电输入为额定值，负载为线性负载时，效率才达到最高值。当输入停电甚至出现短路时，Delta变换器将进入保护状态，若保护失效，则故障将是毁灭性的。事实上，电网停电或短路时有发生，相比之下，双变换式却不会出现此现象。

4通信用UPS的设计

综合上述各种结构UPS性能的优劣，结合应用实际。我国通信用UPS几乎全部为双变换结构，为保证系统可用度，通常采用多个双变换单机UPS组成适当的冗余。在通信电源系统的实际应用中，设计UPS系统时主要包括以下几个方面的内容：前级供电系统、UPS容量计算、冗余配置等。

4.1前级供电系统UPS向负载提供电压稳定、频率稳定、波形失真度小的高质量电源，且保证实现无间断供电，其前级供电质量很重要。

前级供电系统电源电压及频率要稳定在正常范围内，通常大容量UPS主机输入电压范围为380V±15%。电压过低将使UPS后备蓄电池频繁放电，缩短蓄电池的使用寿命。电压过高则容易引起逆变器损坏。而且如果前级电压变化范围过大，会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。

转贴于中国在UPS供电系统中不应带有其他频繁启动的负载，否则其开、闭会出现瞬间高电压或低电压，导致供电线路上电压波形失真过大，造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作，进而引起同步控制电路故障。

大多数通信用UPS都备有发电机组，以解决较长时间停电时的供电问题。在配置发电机组时，其容量不低于UPS额定输出功率的1.5~2倍，以保证发电机输出电压、频率正常，并改善其波形失真度。

4.2UPS容量的计算通常UPS的容量首先要满足当前负载的需要，同时也要考虑负载性质对UPS输出功率的影响。UPS电源实际可带负载量受负载功率因数的直接影响，对不同的负载功率因数要进行功率折算，UPS容量不宜过大或过小，还应考虑扩容的需要。

在计算UPS容量时，所有共用1台UPS的用电设备额定功率总和即为总负载功率P。UPS的最佳运行负载裕量百分值称为裕度，一般裕度m的值取20%为宜。考虑到通信行业的特点，功率因数PF取为0.9~0.95。则可以根据负载大小来确定UPS的容量S。

S=

式中：——UPS容量（kVA）；

P——负载有功功率（kW）；

PF——负载功率因数；

m——裕度。

如果以PF取为0.9~0.95，m为0.2，则S=（1.3~1.4）P。可见，在确定UPS容量时，应按照所有负载功率总和的1.3~1.4倍来设计。

4.3UPS冗余配置方式提高UPS系统可用性问题的根本办法是采用多个双变换单机UPS组成冗余。UPS冗余主要有并联冗余、备用冗余、主—从串联冗余和分布冗余等几种形式。

并联冗余UPS由两个或多个单机UPS组成，各单机UPS的输出并联到一个公共的配电系统。系统一般按照个单机UPS配置，其中个单机就足以满足系统的全部负整理载用电，再增加一个作为备用。

备用冗余UPS的两个UPS中有一个是主用，另一个是备用。正常时两UPS同步运行，只有主用UPS为负载供电，备用UPS空载运行。当主用UPS故障时，转换为备用UPS供电，故障的主用UPS与负载断开。其控制电路简单，但主用UPS向备用UPS转换时，备用UPS要承受100%额定阶跃负载，故对逆变器的动态性能要求较高。