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1、目前，UPS电源根据其输入/输出方式共有单相输入/单相输出、三相输入/单相输出、三相输入/三相输出等三种标准方式；而根据其具体结构则主要有在线式、在线互动式和后备式三种传统产品，其中单相输入/单相输出方式和后备式UPS电源普遍应用于小功率输出和供电质量要求相对较低的单机系统，其它则广泛应用于输出功率相对较大、供电质量要求相对较高的高级工作站和服务器等系统，以及大功率高品质要求的行业性数据中心和重要局域网应用环境。下面我们全面介绍这几类产品：在线式（On Line）UPS供电系统，其单机输出功率从0.7kVA1500kVA。但当用户采用多机“冗余”配置方案时，可将69台具有相同功率输出和相同型号

2、的UPS电源直接并机，形成输出功率高达7000kVA8000kVA的大型UPS供电系统。在线式UPS又叫双变换在线式UPS，因为它有两个逆变器，第一个是AC-DC交直流变换型逆变器，通常为整流或可控相位整流电路，可将交流转换成直流向电池充电，并向第二个逆变器提供100%负载功率的直流电能。第二个则为DC-AC直交流变换型逆变器，主要担负将直流电能转变为符合要求的交流电任务，且当市电断电时，直流电能直接由电池供给。显而易见，在市电和负载之间的在线式UPS，一直都担负着先将市电转换成直流，再将直流转换成标准正弦波交流电的双变换供电任务，只有当市电失电时，第一个逆变器才不工作，而是由电池提供直流电给

3、第二个逆变器将其转换成标准正弦波交流电。在传统的在线式UPS供电系统中，市电是经两次转换后才向负载供电的，由于要经过两次转换，UPS电能转换效率肯定不高，且因功率器件发热厉害，电源系统寿命也不长，因而整机可靠性相对较差。尤其是它的输出能力有限，即对负载提出了较多限制，整机输入功率因数只有0.70.8，输入电流高次谐波高达30%，无功功率和谐波电流对公共电网的反向侵害非常严重。为了保留在线式UPS供电品质和输出功率较高的优点，克服可靠性不高、对负载要求苛刻和对电网反向侵害的缺点，现代高端大功率在线式UPS普遍采用了多种高新技术，极大地提高了在线式UPS电源的功率因数和可靠性，保证了在线式UPS在

4、高端应用环境的霸主地位。在线互动式（Interactive）UPS电源，其单机输出功率从0.7kVA20kVA左右。对于这种UPS，当市电电压变化大约在150264V范围内时，可向用户提供经铁磁谐振稳压器或经变压器抽头调压处理的一般市电电源。显然，这时用户实际上使用的就是普通市电交流电。当市电电源电压低于150V或高于264V时，UPS才会向用户提供真正的经UPS逆变器变换后的高质量正弦波电源。在线互动式UPS也在不断引进各类先进技术，如D在线互动式UPS一般可应用于对输出电压品质要求不是很高的高级工作站和服务器单机系统，或应用于并非永不停机且性能要求一般的局域网环境。后备式（Off Line

5、）UPS电源又可分为后备式正弦波输出UPS电源和后备式方波输出UPS电源两类。前者的单机输出功率多为0.25kVA2kVA左右。其工作过程是，当市电电压在165V270V的范围内时，可向用户提供经变压器抽头调压处理过的一般市电电源。而当市电电压低于170V或高于264V时，才向用户提供真正的经UPS逆变器处理过的高质量正弦波电源。显然，这种后备式UPS在市电正常时，逆变器不工作，电网电压经智能调压后直接送负载。因此，它的常规输出电性指标取决于智能调压器；在电网失压和恢复过程中，输出电压有10ms以内的切换过程；逆变器只在电池供电时才投入运行，市电正常时则处在冷备用状态，其整机输出能力强、可靠性

6、高、电路简单、成本低，仅适用于小功率UPS。至于后备式方波输出UPS电源，其单机输出功率一般在0.25kVA1kVA左右。其工作过程是，当市电电压在165V270V左右时，可向用户提供经变压器抽头调压处理过的一般市电电源。当市电电源电压低于165V或高于270V时，则向用户提供具有稳压输出特性的50Hz方波电源。需要注意的是，这种后备式方波输出UPS，因在市电电源电压低于165V或高于270V的条件下，输出的是方波电压，并非正弦波，因而不允许用户使用象电风扇和日光灯这样的电感性负载，因为这样不仅会烧毁UPS逆变器，还有可能损坏用户负载。总之，按技术性能的优劣来看，这些UPS电源品质好坏的顺序是

7、：在线式UPS电源在线互动式UPS电源后备式UPS电源，因此对于电源品质要求较高的银行、证券、电信、移动等企业的中心机房或骨干网络只能应用供电质量较高的在线式UPS电源，其它UPS电源则可应用于对电源品质要求相对较低的环境。从输出能力来看，在线式UPS电源涵盖整个信息工业领域的供电电源范围，后备式UPS电源则只能应用于个人PC或工作站单机系统，在线互动式UPS电源可以工作于单机系统、小型办公室系统和局域网系统。因此，应用于高端市场的则主要是在线式和在线互动式UPS两类电源，并以在线式应用最广。2、技术性能所谓高端大功率UPS应用市场，一般是指输出功率要求大、输出质量要求好、电源的可靠性和可用性

8、也要求高的计算机与网络系统应用领域。该应用环境一个明显特点就是设备较多、负载额定输入功率较高、负载所支持的是企业的重要数据系统，这些系统基本上为不停机系统。如由计算机网络技术及通信事业迅速发展而带动起来的信息产业，对UPS电源就提出了保证高质量纯净正弦波电源，以及市电失电时须在毫无时间中断的条件下向负载供电，同时还要求对用户数据或程序提供免遭丢失和破坏保护极高要求。而动态保存和实时记录了大量客户数据资料的银行、证券、电信、移动等系统的数据库设备，则要求供电系统不但保持永不停顿的高质量电源支持，而且保证电源不能有任何干扰来影响数据库系统的准确性和可用性。为此，高端UPS电源都普遍采用了多种先进技

9、术，形成了多种技术特色的在线式UPS，以此来保证电源满足这些用户的要求。电压补偿双变换在线式UPS：采用了电压补偿技术的双变换在线式UPS，其结构特点同样具有两个可以双向传输功率的四相限高频逆变器。其中，逆变器1串联在主电路中，输出变压器副边高频调制波对输入电压进行切割，因为采了SPWM（正弦脉宽调制）方式，经电感电容取平均值后形成正弦电压波，幅值可大可小，极性可正可负，能连接变化，这样就可以输入电压进行补偿，从而保证输出电压的稳定性。当输入电压大于输出电压时，逆变器1吸收功率，对输入电压形成反补偿，所吸收的功率以电流形式通过逆变器2送到负载；当输入电压小于输出电压时，逆变器输出功率，对输入电

10、压形成正补偿，所输出的功率由逆变器2以电流方式从电网中取得，再转送给逆变器1。由于逆变器1控制部分以正弦波信号为基准来反馈主电路电流信号，这样就可以保证流过逆变器1的电流为正弦波，而当负载电流有谐波畸变时，则由逆变器2吸收，所以逆变器1可等效为一个正弦波电流源。逆变器2反馈输出电压，保证输出电压稳定不变，当输入电压偏离输入电压额定值时，差值由逆变器1承担，所以逆变器2又等效为一个电压源。 APC Silcon DP300E就是一款采用了电压补偿技术的双变换在线式UPS。与传统在线式相比，Silcon DP300E是一种纯在线式UPS，其逆变和控制电路可随时监视并参与对输出电压的调整，具有完备的

11、在线调整功能。特别是当电网出现过高、过低、失压等故障时，由电网供电向电池供电的切换时间为零；另外Silcon DP300E保留了输出电压稳定精度、负载动态响应、输出波形失真度、三相电压不平衡度、三相负载不平衡能力、频率跟踪能力和频率稳定度、抗干扰能力等在线式UPS高性能指标，同时又解决了在线式对电网污染的公害，尤其是它效率高、可靠性高和输出能力强特点，是传统在线式完全不可比拟的。所以，采用了高频双向逆变串并联补偿技术的在线式UPS，是一款性能优异、具有重要意义的现代新型高端大功率UPS的典型代表，其应用前景十分看好。具有管理功能的智能网络化UPS系统：为了满足对用户数据或程序提供保护和对UPS

12、电源实行异地操作、控制与管理的要求，克服传统UPS与计算机负载和通信设备间互为独立、相互之间无任何协调关系的弊端，人们普遍在在线式或在线互动式大功率UPS主机输出端增设了DB9、RS232、R485等接口，以及SNMP（简单网络管理协议）卡或AS/400通信接口，利用专用通信电缆或经调制解调器同计算机服务器、路由器、网关等设备上相对应的通信接口相连，并在微机或微机网络管理平台上装上能适应各种操作系统运行环境的具有电源监控功能的软件，使之成为智能网络化UPS电源管理系统。这种具有智能网络管理功能的UPS供电系统，可为行业大型数据中心提供完善的管理机制。高可靠性冗余式UPS电源系统：对于银行结算中

13、心、电信计费中心等行业大型数据中心，以及航空管理系统、大规模集成电路流水生产线等精密生产环境，往往对UPS供电系统提出了故障率为零的极高要求。然而，即使平均无故障时间已达24万小时的高质量的大型UPS系统，也无法保证故障率为零。目前，比较可取的方法就是采用具有容错功能的冗余配置方案，所谓“容错”是指在配有多台UPS电源的整个UPS供电系统中，在自动将有故障的电源“脱机”进行检修的同时，整个UPS供电系统中其它正常UPS电源必须继续向用户提供万无一失的高质量电源。由于在冗余式UPS电源供电系统中，采用了多台UPS电源组合起来共同承担向负载供电的任务，因此如何正确地保证多台UPS电源所输出的高品质

14、交流电以同频率、同相位和同幅度方式运行，是能否成功地实现多机UPS冗余供电的关键。现在普遍采用的方法是主从“热备份”冗余配置和直接并机冗余配置方案两类。前者的最大优点是对UPS单机的同步跟踪特性要求不高，因为处于“热备份”的两台UPS电源几乎是处于相互独立互不干扰的单机运行状态之中，仅在主从UPS切换操作期间（最多不超过10ms）才会要求两台逆变器电源做到同频率、同相位和同幅度输出，这样任何具有市电同步跟踪性能的不同品牌UPS之间都可以进行这种配置。后者则包括了1+1型直接并机方案、“导航型”直接并机方案、“并机柜”多机并机方案、多逆变器功率驱动模块直接并机方案和双总线冗余供电方案等。其中1+

15、1方案是指在两台具有相同额定输出功率和相同型号的UPS上，通过各配置一块“1+1并机逻辑控制板”的办法，将两台UPS逆变器输出端直接并联起来所形成的直接并联冗余供电系统。总的来看，冗余式UPS系统是保证零故障率的有效手段。3、系统管理与维护首先，UPS需要智能化。由于网络的发展，使网络管理员离受UPS保护的计算机、UPS的物理距离明显拉大了。因此，在出现供电故障时，网络管理员可能来不及在UPS电池电量耗尽之前关闭计算机和UPS的电源，从而导致系统数据丢失，严重的还会损坏硬件。另一方面，现代网络管理员一般都是“日理万机”：要管理多台服务器和普通计算机，要管理集线器、路由器等网络设备，还要管理多台

16、UPS管理点的增加，使网络管理员很难亲自到“现场”监控每台设备，这就需要计算机及外设能“自主”应付一些可能预见到的问题，能进行自动管理和调整，如自动关闭宿主计算机的操作系统并关闭其电源、定时开关UPS本身等，并能将有关信息通过网络传递给操作系统或网络管理员，便于进行远程管理。随着计算机、网络通信技术的发展，UPS系统的智能化的重要体现则是丰富的软、硬件监控功能。1.UPS管理软件的主要功能是保护数据系统，在特定事件发生时通知用户和管理员并自动采取应急保护措施。如业界广泛流行的PowerChute Plus等电源管理软件，在电力故障或UPS电能耗尽前，可通过Email、传呼、弹出式消息等方式通知

17、用户和管理员，并能自动安全地保存应用程序数据、关闭操作系统。此类软件还可支持Windows 95/98/2000、NT、NetWare、Unix等主流操作系统，并已获得了相应软件厂商的认证。另外，这些软件还内嵌支持Microsoft BackOffice、Lotus Notes、SAP/R3、Oracle、Apche Web Server的自动保护功能，并可与业界流行的服务器管理工具如CIM、IBM Netfinity Manager、DMI等无缝集成，从而将UPS纳入整个网络管理体系之中。它们还可根据用户需求定制（如财务部门出于安全性考虑）定时开关被保护的计算机系统，如早上上班时间前开机，下

18、午下班后关机等。另外UPS必须具备自检功能，定期对主要元部件诸如电池、逆变器、旁路开关及控制电路的状况进行自检，如有异常则以寻呼等方式通知系统管理员，以防患于未然。2. UPS智能附件可提供特定环境下监控UPS系统的能力。例如，电话拨号卡可通过电话拨号方式对UPS进行远程监控和自动寻呼；环境监测装置可实时监测机房温度、湿度、烟雾等状况并能自动报警；电源控制单元可对某一UPS的输出口分别进行远程开关等。另外，UPS厂商还开发了适用于机架式安装的机型，从而使UPS系统在安装、监控上与信息系统实现完美的统一。可以说，UPS智能附件可把UPS系统与计算机、网络通信系统的管理与服务纳入同一体系。3. 一

19、般而言，企业级用户选用的UPS数量多、机型复杂、分布区域广、管理工作量大、效率低。针对这一情况，UPS厂商开发了丰富的集中监控功能。代表性的产品有SNMP适配卡、SNMP 代理软件、SNMP管理平台等，这些产品遵循SNMP协议、MIB II标准，支持流行网管平台如HP Open View、Sun Net Manager、IBM NetView、Tivdi TME、CA Unicenter TAG、Cabletron Spectrum等。此类产品的推出，使系统管理员可以在局域网、广域网、Internet及Intranet等层次对UPS进行远程和集中监控，极大地减轻管理员的工作量，提高信息系统的可

20、用性，最终提高企业的生产力和竞争力。其次，UPS也需要网络化。以前的概念是，一台计算机配一台UPS，或者说一台UPS只负责一台计算机的正常运行。正如在网络中需要使用网络打印机来为多个用户服务一样，在网络时代，同样需要“网络UPS”，它拥有更大的蓄电量，可以同时为多台计算机或其他外设服务，并能够通过某种机制达成负载之间的动态配置。Internet时代已经到来，代表性的技术是电子商务（E-commerce）、语音IP（Voice IP）和企业资源规划（ERP），这一切无不以网络的可用性为前提。因此，将UPS系统与Internet技术紧密集成，增加整个信息系统的易用性（Usability）比以往任何

21、时候更有意义。虽然传统的技术如电话拨号、SNMP协议、Telnet等已实现了对UPS的远程和集中监控，但这些技术通常要求特定的设备配置和操作技能。随着Internet的普及，UPS厂商如APC已推出了可使用浏览器监控UPS的产品如Web/SNMP Card、MasterSwitch、Web Device Manager等。同时，Internet本身也要求UPS系统为其提供更高的可靠性。虽然只是一个开端，但毫无疑问使用Internet技术监控UPS系统将成为未来UPS技术的主流之一。4、选型因素高端大功率UPS因其输出功率大、输出电源质量要求高、负载基本上为不停机系统，使之基本上都是可管理的智能

22、型大功率在线式UPS，这样也就局限了用户的选择范围。所以，企业在选择高端UPS时的基本方法应该是：首先要确定如何正确评价一台UPS品质优劣的方法；其次是要确定自己选择UPS所从事的主要作用和要达到的目的，从两方面来设计一项UPS供电系统的最佳方案；最后再来选择在设计中需要的UPS设备。用户既要关注UPS电源的常规技术指标，又要区别容易形成误导的方面，既要重视UPS必须重视的功率因数和可靠性，又要了解先进的电路设计和系统配置，重视管理软件和附加解决方案是否满足要求。选择UPS产品时需要注意的几个问题：任何用户在选择UPS设备时，一定要注意如下几个问题：简单地以UPS电路结构形式来判断所选产品的优

23、劣是绝对错误的，而应该以具体的性能指标和使用要求来确定；片面强调某些常规输出性能指标，对UPS技术功能和使用方法缺泛全面了解是不正确的；只注意局部负载的运行要求，忽视整个供电系统对电网的适应性，特别是当所用的UPS对电网有污染时，认为该问题无所谓，是完全不负责的；对UPS的可靠性和输出能力缺乏应有的重视，缺乏科学地衡量比较可靠性的具体方法是不可取的；对UPS的性能指标和使用要求缺乏全面了解，在确定供电系统配置时，往往会提出一些不切实际的要求，进而影响整个供电系统配置的合理性，是用户需要引起重视的。正确认识UPS的常规输出指标：对于一个负责的用户来讲，他应该对UPS的功能和各项主要性能常规输出指

24、标有一个全面清晰的了解，这是正确选合理地选购UPS的必要条件。一般来讲，UPS的性能指标可以分为如下四个方面：一是对电网的适应能力，即所选择的UPS电源必须能在当地电网条件下正常运行，并保证UPS不对当地电网产生不良影响。这其中主要是允许电网电压幅值变化的范围、UPS输入功率因数、UPS输入电流的谐波成份、允许电网电压频率变化范围、允许电网的不平衡度和波形失真度等；二是满足负载要求的UPS常规输出指标，即要满足负载要求，并能改善供电质量的一般性输出指标，这些指标主要是输出电压稳定精度、输出电压波形失真度、输出电压不平衡度、频率跟踪能力或范围和跟踪速率、市电掉电时的转换时间、市电掉电后的继续供电

25、维持时间、抗干扰配置和抗干扰功能、市电恢复后电池再充电能力等；三是UPS的输出能力和可靠性，即要求UPS尽可能真实反映电网输出能力和可靠性，其输出指标除了表示输出能力的负载要求外，还要直接反映UPS可靠性的运行效率、输出电流峰值系统（周期性峰值负载）、输出电流浪涌系统（非周期性峰值负载）、输出过载能力、输出功率因数和冷启动能力等；四是智能管理和通信能力，即UPS电源所具有的自动检测、显示、报警及运行参数的设置功能和包括串口RS232或继电器干点接口的本地智能管理接口等智能管理能力。选购中的误区：由于高端大功率UPS在行业数据中心的重要地位，使得人们在选择UPS电源时往往慎之又慎，但难免还会出现

26、进入选择误区的现象，且主要反映在如下几方面：过分强调对UPS常规输出指标的要求，是用户选择中的第一个误区。虽然用户在选择UPS时，负载对其常规输出指标提出一定的要求是必要的，但不能过分苛刻，特别是输出电压的稳定精度、频率稳定度、市电失电时的切换时间等指标，因为过高的要求不仅没有必要，还可能因为要满足这些指标而影响了UPS的可靠性、成本、价格和可维护性。简单地以结构形式来决定优劣，是用户选择中的第二个误区。任何结构形式的UPS都不可能是十全十美的，不管是在线式还是在线互动式，它们各有优缺点，就是采用了不同高新技术的不同品牌的UPS，相互之间也只能突出某方面的性能，而降低或忽略另一方面的性能。不重

27、视UPS对电网的适应性和污染问题，是用户在选择中的第三个误区。在高端大功率双变换在线式UPS系统中，因其输入端是整流电路，100%负载功率都是经整流电路整流后形成直流的，所以输入功率因数一般只有0.70.8，从而使得电流的谐波成份高达30%，成为传统双变换在线式UPS最难解决的问题。因为低输入功率因数所带来的高无功功率和高次谐波电流，将会增加电网容量和配置、导致电网电压畸变、增大能源损耗和运行成本等，其结果是严重干扰使用同一电网的其他用电设备，影响变压器、发电机、电动机、电容器的正常运行，使其损耗增大、发热、绝缘老化、寿命降低，引起异步电机转矩降低、震动加剧、噪声增大，引起继电保护自动装置误动

28、作，引起计算机等精密电子设备运行不正常，对通讯线路、测量线路产生辐射干扰，或增大配电系统中的变压器、开关、传输线的容量，增大电能无谓损耗等。因此，用户在选择高端大功率UPS时，一定要本着对全局负责的态度，选择技术含量高、对电网影响小的在线式UPS，如电压补偿双变换在线式UPS对电网的影响就很小。强调系统的输出能力和可靠性：高端大功率UPS所服务的对象往往是整个网络系统，包括重要的服务器、数据库和工作站，因而必须强调UPS的输出能力和可靠性。UPS的输出能力包括输出过载能力、输出电流峰值系统、输出电流浪涌系统、输出功率因数、三相负载不平衡能力等。由于传统的双变换在线式UPS很难承受负载启动时的电

29、流冲击，说明其输出浪涌系数不高。UPS的设计和使用的意义是提高整个供电系统的可靠性，如果它自身的可靠性低，就相当于在供电系统中增加了一个新故障环节。判断UPS可靠性的重要参数之一是平均无故障时间MTBF，它表示UPS相邻两次故障之间良好运行的时间，该参数是根据原理电路所列出的可靠性等效电路，代入所用元器件和单元电路可靠性参数后计算出来的。另外，UPS的效率和输出能力也可以考察可靠性，因为整机工作效率高、输出能力强的UPS运行可靠性必然高。最后，从UPS产品的电路技术、生产工艺、使用元器件的质量等方面也可以正确分析整机的可靠性，其实这也是最简单、最方便、最现实的参考方法，其参考方面主要有UPS关

30、键功率器件的类型和规格，如逆变器若使用的是IGBT半导体功率管，则具有高功率、高开关速度、低驱动功率、低运行功耗等优点，是提高UPS可靠性的重要条件之一。选择先进的电路技术和系统配置：众所周知，一个环节集中、设计分明、可整体装卸的插拔功能模块或板式结构系统，不仅可为产品的生产、调试和故障诊断提供方便，更可缩短故障的维护时间，从而可大大提高设备的可用性，而正这最终用户普遍关心的重要问题之一。同样，一项新技术的使用，所带来的结果可能是设备性能的彻底改变。所以，用户在选择高端UPS时，不但要重视设备中重要新部件的引用，还要关注系统所采用的先进电路技术和系统配置。如多机并联冗余技术的采用，使得UPS供电系统的总容量大于负载容量，尤其是某台UPS发生故障时，其余UPS可继续向负载供电，其可用性几乎达到了100%；再如在线式UPS经济运行模式的采用，就解决了在线式UPS一直在线所带来的可靠性不高的缺陷，由于这种在线式UPS具有很强的抗干扰性能，其经济运行模式能够在电网电压条件好的情况下，在输入电压处在某一范围内时，可通过智能开关将UPS设置为旁路运行方式，使逆变器空载运行，从而解决了在线式UPS输入功率因数、输入电流谐波、效率、输出能力等顽固问题。如APC Silcon UPS把电压补偿技术成功地应用到双