什么要用UPS

　　現在全世界各國的大眾供應系統都是交流電源，一個(gè)理想的交流電源，應該滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件：

　　■頻率穩定

　　■電壓穩定(土10%內)

　　■不含諧波失真(<5%)

　　■沒(méi)有噪聲干擾(符合IEEE587,FCC,CE等標準規定)

　　■低輸出阻抗

　　目前，我國僅有少數局部地區剛剛解決了電力緊張的問(wèn)題，大部分地區和大城市還面臨著(zhù)電力供應緊張的迫切問(wèn)題，供電質(zhì)量更是不能得到保證。市電無(wú)法提供敏感電子設備需要的干凈、穩定的電源，用戶(hù)終為設備的健康和安全運行負責。但即使是在早已實(shí)現電氣化的美國和其它西方國家，電網(wǎng)的質(zhì)量也遠非可靠。由于電網(wǎng)本身的質(zhì)量有問(wèn)題與各種偶然因素的作用，再加上自然災害的破壞，電壓浪涌，電磁噪聲，持續電壓偏高，持續低壓等電網(wǎng)不良現象在發(fā)達國家也是常事，甚至還可能發(fā)生長(cháng)時(shí)間停電。事實(shí)上，在造成數據丟失的各種因素中，電源故障以45．3％的機率居首位，其它幾種主要的因素分別是：暴風(fēng)雨9.4％、火災8.2％、硬軟件故障8.2％、洪水6.7％、地震5.5％。

　　可以想象如果未使用不間斷電源系統，那么當市電發(fā)生異常，將造成計算機掉電、死機，甚至造成硬件故障；在醫院里，電子醫療設備如果因為停電而停止工作，對病人的影響是致命的。硬件的故障可花錢(qián)消災，但是萬(wàn)一丟失重要數據資料而沒(méi)有備份，花多少錢(qián)可能都不能彌補，所以為您的設備添購不斷電系統，就如同買(mǎi)保險一樣，有備無(wú)患。UPS系統并不是只有當停電時(shí)才有動(dòng)作的，前面所提到的市電異常，包含了市電電壓過(guò)低、過(guò)高、突波、噪聲等，均是足以影響設備正常運作的電源品質(zhì)問(wèn)題，而配備不斷電系統能一次性解決幾乎所有的電源問(wèn)題。由此可見(jiàn)UPS的重要性。

　　UPS的作用

　　1）停電保護：交流輸入中斷時(shí)UPS立即將電池直流電源轉換成交流電繼續供電。后備供電時(shí)間長(cháng)短由電池容量、負載大小等因數決定。

　　2）高低電壓保護：市電電壓過(guò)高或過(guò)低時(shí)UPS內穩壓器(AVR)將做適當的調整，使UPS輸出的電壓保持在可使用的范圍，若電壓過(guò)低或過(guò)高超過(guò)可使用范圍，UPS將電池直流電源轉換成交流電繼續供電，以保護用戶(hù)設備。

　　3）波形失真處理：由于電力經(jīng)由輸配電線(xiàn)路傳送至客戶(hù)端，各種機器設備的使用往往造成市電電壓波形的失真，因為波形失真將產(chǎn)生諧波干擾設備，且會(huì )使電力系統變壓器溫度升高，一般要求失真率<5%，一般UPS設計失真率<3%。

　　4）頻率穩定：市電頻率分為50Hz/60Hz兩種，所謂頻率就是每一秒變動(dòng)的周期，50Hz就是每秒50周次，中國是50Hz。發(fā)電機運轉時(shí)受到客戶(hù)端用電量的突然變化造成轉速的變動(dòng)將使轉換出來(lái)的電力頻率飄移不定，經(jīng)UPS轉換后的電力可提供穩定的頻率。

　　5）電壓穩定：市電電壓易受電力輸送線(xiàn)路品質(zhì)的影響，離變電所較近的用戶(hù)電壓較高約240~260V，離變電所較遠的用戶(hù)電壓較低約180~200V，電壓太高或太低會(huì )使用戶(hù)設備縮短壽命，嚴重時(shí)會(huì )燒毀設備，使用在線(xiàn)式UPS可提供穩定的電源電壓，可延長(cháng)設備壽命及保護設備。

　　6）抑制差模噪聲：差模噪聲產(chǎn)生在火線(xiàn)與零線(xiàn)之間。

　　7）抑制共模噪聲：共模噪聲產(chǎn)生在火線(xiàn)/零線(xiàn)與地線(xiàn)之間。

　　8）突波保護：一般UPS會(huì )加裝突波吸收器或尖端放電設計吸收突波，以保護用戶(hù)設備。

　　9）瞬時(shí)響應保護：市電受干擾時(shí)有時(shí)會(huì )造成電壓凸出或下陷或瞬間中斷，使用在線(xiàn)式UPS可提供穩定的電壓，使電壓變動(dòng)在較小范圍內，可延長(cháng)設備壽命及保護設備。

　　10）監控電源：配合UPS的智能型通訊接口及監控軟件可顯示UPS電壓、頻率、負載、電池、溫度等實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，在市電中斷后顯示倒計時(shí)關(guān)機時(shí)間，并在電池耗盡前安全自動(dòng)關(guān)閉系統及UPS電源。

　　UPS分類(lèi)及主要技術(shù)

　　UPS作為計算機的重要外設，在保護計算機數據、保證電網(wǎng)電壓和頻率的穩定，改進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)量，防止瞬時(shí)停電和事故停電對用戶(hù)造成的危害等是非常重要的。

　　UPS已從60年代的旋轉發(fā)電機發(fā)展至今天的智能化靜止式，并且還在繼續發(fā)展。目前，UPS一般均指靜止式UPS，按其工作方式分類(lèi)可分為后備式、在線(xiàn)互動(dòng)式及在線(xiàn)式三大類(lèi)。

　　后備式（OFFLINE）UPS在市電正常時(shí)直接由市電向負載供電（部分機型有穩壓功能），逆變器此時(shí)不工作，當市電超出其工作范圍或停電時(shí)，通過(guò)轉換開(kāi)關(guān)轉為電池逆變供電。其特點(diǎn)是：結構簡(jiǎn)單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩定精度差，有切換時(shí)間，且輸出波形一般為方波。

　　在線(xiàn)互動(dòng)式UPS將充電回路與逆變器整合為雙向轉換回路，市電輸入正常時(shí)，UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電，在市電異常時(shí)逆變器立刻投入逆變工作，將電池組能量轉換為交流電輸出，其特點(diǎn)是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點(diǎn)，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，但同樣存在切換時(shí)間。

　　在線(xiàn)式（ONLINE）UPS在市電正常時(shí)，由市電進(jìn)行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負載提供交流電，在市電異常時(shí)，逆變器由電池提供能量，因逆變器始終處于工作狀態(tài)，故輸出不會(huì )中斷。其特點(diǎn)是，有極寬的輸入電壓范圍，無(wú)切換時(shí)間且輸出電壓穩定精度高，特別適合對電源要求較高的場(chǎng)合，但是成本較高。目前，功率大于3KVA的UPS幾乎都是在線(xiàn)式UPS。

　　除了以上三類(lèi)，根據備用時(shí)間，UPS還可分為標準機和長(cháng)效機。標準機用內置電池，后備供電時(shí)間較短，一般在5-15分鐘。長(cháng)效機則可根據用戶(hù)需要，增大電池容量配置，延長(cháng)后備時(shí)間。但這要求更大的充電器來(lái)滿(mǎn)足電池充電電流和充電時(shí)間性的需要，因此廠(chǎng)商在設計時(shí)會(huì )放大充電器容量或加裝并聯(lián)的充電器。

　　UPS按輸入/輸出方式可分為三類(lèi)：?jiǎn)蜗噍斎?單相輸出、三相輸入/單相輸出、三相輸入/三相輸出。采用三相供電方式，每一相都承當一部分負載電流，因而中、大功率UPS多采用三相輸入/單相輸出或三相輸入/三相輸出的供電方式。

　　智能型UPS是當今UPS的一大發(fā)展趨勢，隨著(zhù)UPS在網(wǎng)絡(luò )系統上的應用，網(wǎng)絡(luò )管理者強調整個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統為保護對象，希望整個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統在供電系統出現故障時(shí)，仍然可以繼續工作而不中斷，因此UPS內部配置微處理器使之智能化是UPS的新趨勢，UPS內部硬件與軟件的結合，大幅度提高了UPS的功能，可以監控UPS的運行工作狀態(tài)，如：UPS輸出電壓頻率，電網(wǎng)電壓頻率、電池狀態(tài)以及故障記錄等。還可以通過(guò)軟件對電池進(jìn)行檢測、自動(dòng)放電充電，以及遙控開(kāi)關(guān)機等。網(wǎng)絡(luò )管理者就可以根據信息資料分析供電質(zhì)量，依據實(shí)際情況采取相應的措施。當UPS檢測出供電電網(wǎng)中斷時(shí)，UPS自動(dòng)切換到電池供電，在電池供電能力不足即通知服務(wù)器做關(guān)機的準備工作并在電池耗盡前自行關(guān)機。