UPS的性能指標
一般來說，UPS生產廠家為了說明其產品的性能都在產品說明書中指出其產品已達到的某些標準或給出方便用戶的指標性能說明，這些往往都在產品指標欄中給出。UPS用戶通過閱讀產品說明書中的指標欄，就可以很快地了解產品概況，這對選用設備和使用維護都是非常必要的。因此下面對UPS的指標給予簡要介紹。
1輸入指標
（1）輸入電壓范圍
輸入電壓這項指標說明UPS產品適應什么樣的供電制式。指標中除應說明輸入交流電壓是單相還是三相外，還應說明輸入交流電壓的數值，如220V、380V、110V等；同時還要給出UPS對電網電壓變化的適應范圍，如標明在額定電壓基礎上±10％、±15％、士20％、±35％等。當然，在產品說明書中也可將相數和輸入額定電壓分開給出。UPS輸入電壓的上下限表示市電電壓超出此范圍時，UPS就斷開市電而由蓄電池供電。后備式和互動式UPS的輸入電壓范圍應不窄于176～264V，在線式UPS的輸入電壓范圍如表1-1所示。
表1-1 在線式UPS的輸入電壓范圍
|
項目 |
技術要求 |
備注 |
|
|
I類 |
II類 |
||
|
輸入電壓范圍 |
176~264V |
187~242V |
相電壓：輸入電壓范圍應根據使用電網環境進行選擇 |
|
304~456V |
323~418V |
線電壓：輸入電壓范圍應根據使用電網環境進行選擇 |
|
（2）輸入頻率范圍
輸入頻率范圍指標說明UPS產品所適應的輸入交流電頻率及其允許的變化范圍。在我國大陸地區，標準值為50Hz，輸入頻率范圍如50Hz±1Hz、50Hz±2Hz、50Hz±3Hz等，這表示UPS內部同步鎖相電路的同步范圍，即當市電頻率在變化范圍之內時，UPS逆變器的輸出與市電同步；當頻率超出該范圍時，逆變器的輸出不再與市電同步，其輸出頻率由UPS內部50Hz正弦波發生器決定。通信用UPS的輸入頻率范圍為48～52Hz。
（3）輸入功率因數及輸入電流諧波成分
在電路原理中，線性電路的功率因數（power factor）習慣用cosφ表示，其中φ為正弦電壓與正弦電流間的相差角。對非線性電路而言，盡管輸入電壓為正弦波，電流卻可能是非
正弦波，因此對非線性電路必須考慮電流畸變。一般定義為
PF=P/S
式中，PF為功率因數；P為有功功率；S為視在功率。
在非線性電路中，若定義基波電流有效值與非正弦電流有效值之比為畸變因數，則電流畸變因數d（distortion）為：
式中，I1，I2，...，In ，分別表示1,2，···，n次諧波電流有效值。若再假設基波電流與電壓的相位差為φ，則功率因數PF可表示為：
即非線性電路的功率因數為畸變因數與位移因數（cosφ）之積。
輸入功率因數是指UPS中整流充電器的輸入功率因數和輸入電流質量，表示電源從電網吸收有功功率的能力及對電網的干擾。輸入功率因數越高，輸入電流諧波成分含量越小，表征該電源對電網的污染越小。在線式UPS的輸入功率因數應符合表1-2的要求，輸入電流諧波成分應符合表1-3的要求。
表1-2 UPS的輸入功率因數
|
輸入功率因數 |
技術要求 |
備注 |
||
|
I類 |
I類 |
Ⅲ類
|
||
|
100％非線性負載 |
≥0.99
|
≧0.95
|
≥0.90
|
- |
|
50％非線性負載 |
≥0.97
|
≧0.93
|
≥0.88
|
- |
|
30％非線性負載 |
≥0.94
|
≥0.90
|
≥0.85
|
一 |
表1-3 UPS的輸入電流諧波成分
|
輸入電流諧波成分 |
技術要求 |
備注 |
||
|
I類 |
II類 |
Ⅲ類 |
||
|
100％非線性負載 |
<5% |
<8% |
<15% |
2～39次諧波 |
|
50％非線性負載 |
<8% |
<15% |
<20% |
2～39次諧波 |
|
30％非線性負載 |
<11% |
<22% |
<25% |
2～39次諧波 |
2 輸出指標
（1）輸出電壓
①標稱輸出電壓值：單相輸入單相輸出型UPS或三相輸入單相輸出型UPS為220V；三相輸入三相輸出型UPS為380V，采用三相三線制或三相四線制輸出方式。用戶可根據自已設備所需的電壓等級和供電制式選取相應的UPS產品。
②輸出電壓（精度／范圍）：指UPS在穩態工作時受輸入電壓變化、負載改變以及溫度影響造成輸出電壓變化的大小。對于后備式和互動式UPS，輸出電壓（精度／范圍）應在198～242V范圍內。對于在線式UPS，輸出電壓精度應符合表1-4的要求。
③動態電壓瞬變范圍：指UPS在100％突加減載時或執行市電旁路供電通道與逆變器供電通道的轉換時，輸出電壓的波動值。UPS動態電壓瞬變范圍≤5％。
表1-4 在線式UPS的輸出電壓精度
|
項目 |
技術要求 |
備注 |
||
|
1類 |
II類 |
Ⅲ類 |
||
|
輸出穩壓精度 |
｜S｜≤1%
|
｜S｜≤1.5% |
｜S｜≤2%
|
等級按照｜S｜的最大值劃分 |
④電壓瞬變恢復時間（transient recovery time）：在輸入電壓為額定值，輸出接阻性負載，輸出電流由零至額定電流和額定電流至零突變時，輸出電壓恢復到（220±4.4）V范圍內所需要的時間。后備式和互動式UPS的電壓瞬變恢復時間應≤60ms，在線式UPS電壓瞬變恢復時間應符合表1-5的要求。
表1-5 在線式UPS電壓瞬變恢復時間
|
項目 |
技術要求 |
備注 |
||
|
1類 |
II類 |
Ⅲ類 |
||
|
電壓瞬變恢復時間 |
≤20ms |
≤40ms |
≤≤60ms |
- |
⑤輸出電壓頻率：頻率跟蹤范圍（range of frequency synchro）指交流供電時，UPS 輸出頻率跟蹤輸入頻率變化的范圍。UPS的頻率跟蹤范圍應滿足48～52Hz，且范圍可調。頻率跟蹤速率（rate of frequency synchro）指UPS輸出頻率與輸入交流頻率存在偏差時，輸出頻率跟蹤輸入頻率變化的速度，用Hz／s表示。UPS的頻率跟蹤速率應在0.5--2Hz／s 范圍內。當工作在逆變器輸出狀態時頻率（穩定度），應不寬于（50±0.5）Hz。
⑥輸出（電壓）波形及失真度：根據用途不同，輸出電壓不一定是正弦波，也可以是方波或梯形波。后備式UPS輸出波形多為方波，在線式UPS輸出波形一般為正弦波。波形失真度一般是對正弦波輸出UPS來說的，指輸出電壓諧波有效值的二次方和的平方根與基波有效值的比值。UPS輸出波形失真度技術要求如表1-6所示。
表1-6 UPS輸出波形失真度技術要求
|
UPS類型 |
負載類型 |
輸出波形失真度技術要求 |
備注 |
||
|
后備式和互動式 |
100％阻性負載 |
≤5% |
- |
||
|
100％非線性負載 |
≤8% |
- |
|||
|
在線式 |
在線式UPS的類別 |
I類 |
II類 |
Ⅲ類 |
- |
|
100％阻性負載 |
≤1% |
≤2% |
≤4% |
- |
|
|
100％非線性負載 |
≤3% |
≤5% |
≤7% |
- |
|
⑦輸出電壓不平衡度（three phase unbalance）：三相輸出的UPS各相電壓在幅值上不同，相位差不是120°或兼而有之的程度。互動式UPS輸出電壓幅值不平衡度≤3％，相位偏差 ≤2°。在線式UPS輸出電壓幅值不平衡度≤3％，相位偏差≤1°。
（2）輸出容量
容量是UPS的首要指標，包括輸入容量和輸出容量，一般指標中所給出的容量是輸出容量，是指輸出電壓的有效值與輸出最大電流有效值的乘積，也稱視在功率。容量的單位一般用伏安（V·A）表示，這是因為UPS的負載性質因設備的不同而不同，因而只好用視在功率來表示容量。生產廠家均按UPS的不同容量等級將產品劃分為多個類別，用戶可根據實際需要對UPS進行選型，并留一定的裕量。
（3）輸出過載能力
UPS啟動負載設備時，一般都有瞬時過載現象發生，輸出過載能力表示UPS在工作過
程中，可承受瞬時過載的能力與時間。超過UPS允許的過載量或允許過載時間容易導致UPS損壞。后備式和互動式UPS的過載能力應符合表1-7的要求，在線式UPS的過載能力應符合表1-8的要求。
表1-7 后備式和互動式UPS的過載能力要求
|
項目 |
技術要求 |
備注 |
|
過載能力 |
≥1min |
過載125％，電池逆變模式 |
|
≥10min |
過載125％，正常工作模式 |
表1-8 在線式UPS的過載能力要求
|
項目 |
技術要求 |
備注 |
||
|
I類 |
II類 |
Ⅲ類 |
||
|
過載能力 |
≥10min |
≥1min |
≥30s |
125％額定阻性負載 |
（4）輸出電流峰值系數
輸出電流峰值系數指當UPS輸出電流為周期性非正弦波電流時，周期性非正弦波電流的峰值與其有效值之比。UPS輸出電流峰值系數應≥3。
（5）并機負載電流不均衡度
并機負載電流不均衡度指當兩臺以上（含兩臺）具有并機功能的UPS輸出端并聯供電時，所并聯各臺中電流值與平均電流偏差最大的偏差電流值與平均電流值之比。UPS并機負載電流不均衡度應≤5％。此值越小越好，說明并機系統中的每臺UPS所輸出的負載電流的均衡度越好。
3 電池指標
（1）蓄電池的額定電壓
UPS所配蓄電池組的額定電壓一般隨輸出容量的不同而有所不同，大容量UPS所配蓄電池組的額定電壓較小容量的UPS高些。小型后備式UPS多為24V，通信用UPS的蓄電池電壓為48V，某些大中型UPS的蓄電池電壓為72V、168V或220V等。給出該數值，一方面為外加電池延長備用時間提供依據，另一方面為今后電池的更替提供方便。
（2）蓄電池的備用時間
該項指標是指當UPS所配置的蓄電池組滿荷電狀態時，在市電斷電時改由蓄電池組供電的狀況下，UPS還能繼續向負載供電的時間。一般在UPS的說明書中給出該項指標時，均給出滿載后備時間，有時還附加給出半載時的后備時間。用戶在了解該項指標后，就可根據該指標合理安排 UPS的工作時間，在UPS停機前做好文件的保存工作。用戶要注意的是該指標隨蓄電池的荷電狀態及蓄電池的新舊程度而有所變化。
（3）蓄電池類型
UPS說明書中給出的蓄電池類型是對UPS所使用的蓄電池類型給予說明。用戶在使用或維修以及擴展后備時間時可參考該項說明。
UPS多采用閥控密封式鉛酸蓄電池，一方面是因為閥控密封式鉛酸蓄電池的性能比以前有較大改善，另一方面則是因為閥控密封式鉛酸蓄電池的價格比較便宜。目前，通信用UPS也有采用鋰離子電池（磷酸鐵鋰電池）的。
（4）蓄電池充電電流限流范圍
避免充電電流過大而損壞蓄電池，其典型值為10％～25％的標稱輸入電流。
