通信工程师考试设备环境UPS功能与分类

6.1 不间断电源概述

6.1.1 UPS功能与分类

1.UPS的功能

UPS的主要功能如下。

（1）双路电源之间的无间断切换。两路电源可通过UPS实现无间断切换。

（2）隔离干扰功能。在UPS中，交流输入电压经整流后，加入逆变器，逆变器对负载供电。这样可将电网电压瞬时间断、谐波、电压波动、频率波动以及噪声等电网干扰与负载隔离，既可以使负载不干扰电网，又使电网中的干扰不影响负载。

（3）交流电压变换功能。通过UPS,可以将输入电压变换成需要的电压。

（4）交流频率变换功能。通过UPS,可将输入电压的频率变换成需要的频率。

（5）交流电源后备功能。UPS后备功

能如图6-1所示。UPS中的蓄电池，储存一定的能量，市电间断时蓄电池通过逆变器可继续供电。后备时间可以为5min、lOmin、15min、30min、90min,甚至更长。

2.UPS分类

（1）按UPS配电方式（输入输出相数）

UPS可分为单进单出、三进单出和三进三出UPS。

（2）按UPS工作方式

UPS可分为后备式（Off Line）、在线式（On Line）和在线互动式（Line Interactive）。

①后备式UPS

当市电正常时，市电经滤波和抗浪涌无源滤波器后送给负载，同时充电器给蓄电池充电。市电中断后，逆变器启动，将蓄电池的直流电压转换为交流电压（即DC/AC变换）并送给负载。转换时间由继电器的机械跳动时间和逆变器的启动时间决定，一般要求在10ms以内。这种UPS的特点是线路简单、价格便宜，但由于存在切换时间，输出容易受电网波动的影响，供电质量不高，精密设备不宜采用。

②在线式UPS

在线式UPS分为三端口UPS和串联在线式UPS两种。

三端口UPS.三端口UPS实际上是一种铁磁谐振稳压变压器。铁芯上有三个绕组：市电绕组、双向变换器绕组和输出绕组，核心部分是双向逆变器（整流逆变器）。市电正常时，双向变换器起整流器作用，保持负载的不间断用电并给蓄电池充电。当市电中断时，双向逆变器起逆变器作用，将电池的直流电压变成50Hz的交流电。这种UPS长时间后备供电有困难，其输入电压范围较窄，应用受到一定限制。

串联型在线式UPS.这种UPS在市电正常时，输入交流电先经输入滤波器滤掉电网中的污染，再经整流滤波后，给电池组充电，也给逆变器供电。逆变器输出稳压稳频的交流电供给负载。市电不正常或中断时，逆变器将蓄电池提供的直流电压变换为交流电压供给负载，实现不间断供电=当逆变器输出过压、过流或UPS出现故障时，能够自动关闭，并通过静态开关不间断地转换至市电供电。这种UPS的特点是线路复杂，保护功能和扩展功能较强，允许的市电电压和频率的范围较宽，可以满足用户的较高要求，但价格较高。

③在线互动式UPS

在线互动式UPS是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作（即整流工作状态），给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态，将电池组电能转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。同后备式UPS相比，在线互动式UPS的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波。

3.按逆变工作延时时间（逆变工作时满负荷条件下允许供电时间的长短）

UPS可分为标准机型和长延时机型。标准机型电池在UPS的腔体内，长延时机型电池需要外加电池箱（柜）。

标准机型能在电力异常时提供7-15min的后备时间，使得用电设备有足够的时间实施应急措施。在需要较长的后备时间的场合，可以选用具有长延时功能的UPS.

延长不间断电源的供电时间有以下两种方法。

（1）增加电池容量。可以根据所需供电的时间长短增加电池的数量，采用这种方法会造成电池充电时间的相对增加，同时也会增加相应的维护设备的数量、增大产品体积，造成UPSI通信专业实务--设备环境整体成本提髙。

（2）选购容量较大的UPS.采用这种方法不仅可以降低维修成本，如果需要扩充负载设备，较大容量的不间断电源仍可正常工作。一般长延时机型延时时间有0.5h、lh、2h、4h、8h等，可以根据设备需求进行选择。

　　4.按输出容量

UPS可分为中小容SUPS（lOkVA及以下）和大容量UPS（lOkVA以上）中小容量UPS包括后备式、在线互动式和在线式，大容量UPS-般为在线式。当设备需求容量大时，可以选用单机容量较大的UPS,也可以选择多台中小容量UPS进行并联冗余实现。

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