1、不间断电源装置（UPS）的选用摘要：本文对 UPS 进行了分类，并在此基础上提出了选用时的要求。关键词： 后备式与在线式 有旁路与无旁路 商用级与工业级 不间断电源装置（Uninterruptible Power Supply，简称 UPS）是指当供电电网突然停电时，仍能保证交流电源不间断地供电。同时由于其经过了整流及逆变，因此提供的交流电源为优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源。 下面以 UPS 的不同类型为线索来阐述对其的选用。 1. UPS 按容量大小进行分类 UPS 按容量大小可分为小型、中型和大型，小型 UPS 为 1kVA 及以下，中型 UPS 为 215kVA，大型 UPS 为 20
2、kVA 及以上。 小型 UPS 的输入电压为交流单相 220V；中型 UPS 的输入电压一般为交流单相 220V，也有的为交流三相 380/220V；大型 UPS 的输入电压为交流三相 380/220V。 2. UPS 按工作方式进行分类 UPS 按工作方式可分为后备式和在线式。 后备式 UPS 是指在电网正常供电时，由电网直接向负荷供电（通过交流旁路通道再经转换开关） ，机内的逆变器处于停止工作状态，这时的UPS 电源实质上相当于一台性能较差的市电稳压器，它除了对市电电压的幅度波动有所改善外，对电压的频率不稳、波形畸变以及从电网侵入的干扰等不良影响基本上没有任何改善；当电网供电中断时，蓄电池
3、才对逆变器供电，并由逆变器向负载提供稳压稳频的交流电源。 在线式 UPS 是指平时是由电网通过整流电路向逆变电路提供直流电源，并由逆变电路向负荷提供交流电源。当电网供电中断时，改由蓄电池经逆变电路向负载提供交流电源。显而易见，在线式 UPS 电源的供电质量明显优于后备式 UPS 电源，因为它可以实现对负载的稳压、稳频供电，而且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零，真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯净正弦波电源。 对个人及家庭使用的一般计算机而言，选择后备式 UPS 即可。后备式 UPS 价格低廉、外形轻巧，是个人电脑理想伙伴。后备式 UPS 在从市电切换到电池供电时的转换时间小于 1
4、0 毫秒，而 PC 机具有储存电能的电容，可忍受小于 20 毫秒的停电转换时间，所以不会影响 PC 机的正常使用。而对于工业用户及其他重要场所的计算机应选择在线式 UPS，以保证系统的绝对安全。 3. UPS 按有无旁路进行分类 UPS 按有无旁路可分为有旁路型和无旁路型，无旁路型在实际上很少采用。 有旁路 UPS 和无旁路 UPS 都属于在线式 UPS，有旁路 UPS 就是指正常工作时通过整流逆变回路给负载供电，同时给蓄电池充电，当市电断电后其自动转为蓄电池供电。同时为了避免当 UPS 的逆变器等出现故障不能输出电能时（此时市电没有断电） ，其会自动转为旁路供电，即通过旁路通道市电直接给负载
5、供电，以提高供电可靠性。 有旁路 UPS 一般在下列情况下接通旁路：一是当逆变器等元器件损坏而不能输出电能时，其自动转接到旁路；二是当负荷过载时 UPS 为了自我保护而自动转接到旁路；三是当蓄电池放电结束时其自动转接到旁路；四是当市电电压过高时 UPS 为了自我保护而自动转接到旁路。 4. UPS 按应用领域的不同进行分类 UPS 按应用领域的不同可分为商用级和工业级。工业 UPS 与商用 UPS相比，在使用环境、负载特性、防护等级、元器件、功率器件、物理结构、输出隔离设置和使用寿命的方面均有所不同。 工业 UPS 的应用场合常为充满导电灰尘、高温高湿、酸雾和振动的工业生产现场，多数情况比较恶
6、劣；负载常为电感性、电容性且波动和高峰值冲击性等负载，以电机类负载和 PLC、DCS 设备为主，其中电机类负载具有单机功率大，对电源冲击明显、存在功率因数补偿的需求以及需要处理再生能量等特点，而 PLC 和 DCS 属于计算机类负载，对电源质量要求高；IP 防护等级较高；工业 UPS 采用工业级元器件，以及具有较高冗余度和过载能力强的功率器件；独立的冷却风道设计，强机箱结构设计；输出均带隔离变压器；使用寿命长达 20 年。 商用 UPS 应用于恒湿、恒温且无灰尘机房、空调环境；计算机类负载；防护等级一般；采用商业级元器件，以及与容量一致的功率器件；对散热设计要求较低，机箱强度一般；有时选配输出
7、隔离变压器；使用寿命一般不超过 10 年。 5. UPS 选用时应提出的要求 选用 UPS 时除应明确 UPS 的容量、后备式或在线式、有旁路型或无旁路型、商用级或工业级外，还应明确蓄电池连续供电时间、输入电压及输出电压及其他特殊要求等。 其他特殊要求中最主要的就是隔离变压器的设置要求，隔离变压器在 UPS 中起到的主要作用可以归纳为：改变系统接地形式、提升输出电压、抑制共模电压干扰、抑制对上游配电系统的 3 次谐波干扰等。隔离变压器的设置位置不同，起到的作用也会不同。 6 .结束语 由以上可知，选择一台合适的 UPS 需要考虑的因素很多，因此在设计时应绘制出 UPS 的原理框图，并加以文字说明。现以图一所示 UPS 为例来说明选型要求，设计选用一台 6kVA、输入单相交流 220V、输出单相交流 220V、后备供电时间为 30min 的在线式带自动旁路和手动维修旁路的工业级 UPS，要求必须配置逆变器输出端隔离变压器。 参考文献： 1 仪表供电设计规定HG/T20509-2000. 2 工厂常用电气设备手册.第二版.下册补充本（二）.北京：中国电力出版社，2002.
