UPS電源系統(tǒng)作為順應(yīng)電力市場(chǎng)需求發(fā)展起來(lái)的高技術(shù)產(chǎn)品，它具有明顯的電力保護(hù)功能：當(dāng)市電斷電時(shí)，不間斷地向負(fù)載繼續(xù)供電；在市電不穩(wěn)定的時(shí)候，可以避免負(fù)載遭受欠壓、浪涌沖擊等的危害，并全面地改善供電質(zhì)量；當(dāng)供電系統(tǒng)（包括UPS）故障時(shí)，能給負(fù)載（特別是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）以全面的保護(hù)，并起到過(guò)載、短路、電池過(guò)放等防護(hù)，為負(fù)載提供一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境。

　　隨著IT系統(tǒng)逐步走向集中管理，企業(yè)對(duì)UPS電源保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用將更加深入。UPS的應(yīng)用將呈現(xiàn)出從單機(jī)向冗余結(jié)構(gòu)變化，從注重系統(tǒng)的可靠性向注重系統(tǒng)的可用性變化，從單純供電系統(tǒng)向保證整個(gè)IT運(yùn)行環(huán)境變化等趨勢(shì)。而隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)已廣泛應(yīng)用在UPS的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，UPS的技術(shù)將出現(xiàn)以下六大發(fā)展趨勢(shì)。

　　智能化智能系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各類信息的分析綜合，除完成UPS相應(yīng)部分正常運(yùn)行的控制功能外，還應(yīng)完成對(duì)運(yùn)行中的UPS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)電路中的重要數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，從中得出各部分電路工作是否正常等功能；在UPS發(fā)生故障時(shí)，能根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，及時(shí)進(jìn)行分析，診斷出故障部位，并給出處理方法；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要及時(shí)采取必要的自身應(yīng)急保護(hù)控制動(dòng)作，以防故障影響面的擴(kuò)大；完成必要的自身維護(hù)，具有交換信息功能，可以隨時(shí)向計(jì)算機(jī)輸入或從聯(lián)網(wǎng)機(jī)獲取信息。

　　數(shù)字化UPS采用最新的數(shù)字信號(hào)控制器（DSP）加以數(shù)字化的霍兒傳感器件，實(shí)現(xiàn)了UPS系統(tǒng)的100%數(shù)字化運(yùn)行。還采用了多重微處理器冗余系統(tǒng)，用多個(gè)有獨(dú)立供應(yīng)電源的微處理器來(lái)控制整流器、逆變器和內(nèi)部靜態(tài)旁路，因而提高了系統(tǒng)的數(shù)字化程度和可靠性。

　　高頻化第一代UPS的功率開(kāi)關(guān)為可控硅，第二代為大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管，第三代為IGBT（絕緣柵雙極晶體管）。大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)速度比可控硅要高一個(gè)數(shù)量級(jí)，而IGBT功率器件電流容量和速率又比大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管大得多和快的多，使功率變換電路的工作頻率高達(dá)50kHz.變換電路頻率的提高，使得用于濾波的電感、電容以及噪音、體積等大為減少，使UPS效率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和控制精度等大為提高。

　　冗余并機(jī)技術(shù)通過(guò)開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)UPS內(nèi)的多模塊冗余并機(jī)運(yùn)行，不需另外加設(shè)中央控制部件，負(fù)載均分，某一模塊出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，負(fù)載自動(dòng)轉(zhuǎn)移，維修可帶電熱插拔，大大提高單臺(tái)UPS的供電可靠性。再加上多臺(tái)UPS組成的系統(tǒng)冗余運(yùn)行，如果某一臺(tái)UPS單機(jī)發(fā)生故障，則被立刻關(guān)閉，其他的UPS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)承擔(dān)全部負(fù)載，對(duì)負(fù)載不會(huì)產(chǎn)生任何影響。

　　集成化隨著信息化的發(fā)展，電源保護(hù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和要求不斷提高，UPS要達(dá)到這些需求難以獨(dú)善其身，必須對(duì)整個(gè)用電系統(tǒng)所涉及的環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，UPS從初始的設(shè)備保護(hù)和系統(tǒng)保護(hù)的純后備電源技術(shù)發(fā)展到今天的信息保護(hù)、智能管理和整體機(jī)房集成一體化應(yīng)用，其內(nèi)涵已擴(kuò)展到發(fā)電、配電、變換、不間斷電源、機(jī)房、動(dòng)力設(shè)備、電力電纜、數(shù)據(jù)布線、環(huán)境監(jiān)控及系統(tǒng)管理等方面，已不是最初意義上的UPS，UPS設(shè)備只是該系統(tǒng)的核心部件。

　　從UPS的電源技術(shù)來(lái)看，在電源輸出特性的不斷優(yōu)化基礎(chǔ)上，對(duì)電源輸入特性的研究，使電磁兼容性、低諧波污染成為重要指標(biāo)，諧波處理技術(shù)和電磁兼容設(shè)計(jì)可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性，減少對(duì)其他設(shè)備的*，提高電源的源效應(yīng)，綠色電源的概念開(kāi)始為人們所注重。電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，除了使UPS的電源性能得到極大提升外，其網(wǎng)絡(luò)管理可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，數(shù)字化電源控制技術(shù)使產(chǎn)品具備了定制功能，智能化的設(shè)計(jì)使其成為高度智能化的可監(jiān)、可控和自適應(yīng)的設(shè)備。

　　一、參考依據(jù)

　　GB51348-2019民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

　　DL/T5491-2014電力工程交流不間斷電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

　　12SDX101-2民用建筑電氣設(shè)計(jì)計(jì)算及示例

　　二、術(shù)語(yǔ)

　　1.不間斷電源設(shè)備（UPS）

　　由變流器、開(kāi)關(guān)和儲(chǔ)能裝置（蓄電池）等組合構(gòu)成的，在輸入電源故障或消失時(shí)能維持負(fù)載供電連續(xù)性的電源設(shè)備。

　　2.在線式UPS

　　由變流器、靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和儲(chǔ)能裝置（蓄電池）等組成的一種電源設(shè)備，這種電源設(shè)備不管交流輸入電源中斷與否、電壓或波形符合要求與否，都能向負(fù)載提供符合要求的電源。

　　3.旁路

　　在UPS設(shè)備故障、臨時(shí)過(guò)載或停運(yùn)檢修期間，為保證向負(fù)載供電而設(shè)置的供電回路。一般由隔離變壓器、調(diào)壓器、靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及手動(dòng)維修開(kāi)關(guān)等組成。

　　4.并聯(lián)

　　一種UPS連接方式，由2臺(tái)或多臺(tái)UPS主機(jī)組成，其交流輸出端連接在一起作并聯(lián)運(yùn)行，交流輸入端可并聯(lián)也可不并聯(lián)。

　　5.并聯(lián)冗余

　　由2臺(tái)或多臺(tái)并聯(lián)UPS主機(jī)來(lái)分擔(dān)負(fù)載，當(dāng)其中1臺(tái)或幾臺(tái)UPS主機(jī)故障時(shí)，其余UPS可以承擔(dān)全部負(fù)載。

　　6.雙重化冗余

　　為滿足冗余配置的控制系統(tǒng)或雙電源負(fù)載的需要，設(shè)置的2套相互獨(dú)立的UPS系統(tǒng)，每套系統(tǒng)均由UPS主機(jī)、旁路和配電柜等組成，能為負(fù)載提供2路互為備用的電源。

　　7.靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

　　UPS中實(shí)現(xiàn)由逆變器向旁路或旁路向逆變器轉(zhuǎn)換的電子式快速轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

　　8.逆止二極管

　　阻止電流從UPS整流器流向蓄電池但允許電流從蓄電池流向UPS逆變器的器件，在UPS與其他系統(tǒng)共用蓄電池時(shí)使用。

　　9.電流峰值系數(shù)

　　當(dāng)UPS輸出電流為周期性非正弦波電流時(shí)，非正弦波電流的峰值與其有效值之比。峰值系數(shù)的大小反映了UPS為非線性負(fù)載供電的能力。

　　10.切換時(shí)間

　　從逆變器供電切換到旁路供電或從旁路供電切換到逆變器供電所需要的時(shí)間。

　　11.功率校正系數(shù)

　　負(fù)載功率因數(shù)偏離UPS額定功率因數(shù)時(shí)，UPS實(shí)際能帶負(fù)載容量與額定容量比值。

　　12.降容系數(shù)（Kd）

　　當(dāng)設(shè)備安裝地點(diǎn)大于海拔1000m時(shí)，UPS實(shí)際能帶負(fù)載容量與額定容量比值。

　　1.當(dāng)用電負(fù)荷不允許中斷供電時(shí)或允許中斷供電時(shí)間為毫秒級(jí)的重要場(chǎng)所的應(yīng)急備用電源，應(yīng)設(shè)置UPS。

　　2.UPS宜用于電容性和電阻性負(fù)荷。

　　3.為信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電時(shí)，UPS的額定輸出功率應(yīng)大于信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備額定功率總和的1.5倍，對(duì)其他用電設(shè)備供電時(shí)，其額定輸出功率應(yīng)為最大計(jì)算負(fù)荷的1.3倍。

　　4.當(dāng)選用兩臺(tái)UPS并列供電時(shí)，每臺(tái)UPS的額定輸出功率應(yīng)大于信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備額定功率總和的1.2倍。

　　5.負(fù)荷的最大沖擊電流不應(yīng)大于UPS裝置額定電流的1.5倍。

　　6.UPS的蓄電池組容量應(yīng)由用戶根據(jù)具體工程允許中斷供電時(shí)間的要求選定。

　　7.UPS的工作制，宜按連續(xù)工作制考慮。

　　8.當(dāng)UPS容量較大時(shí)，宜在電源側(cè)采取高次諧波的治理措施。

　　9.UPS的交流輸人端可配置輸人濾波器，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1）滿載負(fù)荷時(shí)，輸入電流畸變率（THDi）宜小于5%，輸入功率因數(shù)應(yīng)大于0.93。

　　2）半載負(fù)荷時(shí)，輸入電流畸變率（THDi）宜小于7%，輸入功率因數(shù)應(yīng)大于0.90。

　　10.

　　UPS的輸出電壓波形應(yīng)為連續(xù)的正弦波，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1）滿載線性負(fù)荷時(shí)，電壓畸變率（THDu）應(yīng)小于或等于2%。

　　2）滿載非線性負(fù)荷時(shí)，電壓畸變率（THDu）應(yīng)小于或等于4%。

　　11.當(dāng)UPS輸出端的隔離變壓器為TN-S、TT接地形式時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)接地。

　　12.大容量UPS應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)通信接口，并應(yīng)對(duì)第三方軟件開(kāi)放。

　　13.大容量UPS宜具有對(duì)每節(jié)蓄電池監(jiān)測(cè)的功能，并能在監(jiān)視屏上顯示。

　　14.UPS宜分區(qū)域相對(duì)集中設(shè)置

　　15.當(dāng)UPS的輸人電源直接由自備柴油發(fā)電機(jī)組提供時(shí)，其與柴油發(fā)電機(jī)容量的配比不宜小于1：1.2。蓄電池初裝容量的供電時(shí)間不宜小于15min。

　　16.UPS裝置應(yīng)急供電時(shí)間

　　1）為保證用電設(shè)備按照操作順序進(jìn)行停機(jī)，其蓄電池的額定放電時(shí)間可按停機(jī)所需最長(zhǎng)時(shí)間確定，一般可取8~15min。

　　2）當(dāng)有備用電源時(shí)，為保證用電設(shè)備供電連續(xù)性，其蓄電池額定放電時(shí)間按等待備用電源投入考慮，一般可取10~30min。設(shè)有應(yīng)急發(fā)電機(jī)時(shí)，UPS應(yīng)急供電時(shí)間可以短一些。