UPS基础知识

UPS基础知识问答

（作用、特性）

1.为什么用UPS？UPS的作用是什么？

答：由于信息技术的发展，网络已成为人们生活和工作中不可或缺的部分，构成网络的数字机房的供电可靠性已经成为关键，而机房的可靠供电又是重中之重，UPS就是为了解决不间断供电而设置的，UPS的三大基本功能：稳压，滤波，不可间断。在市电供电时，它是稳压器和滤波器的作用，以消除或削弱市电的干扰，保证设备正常的工作；在市电中断时，它又可以通过把它的直流供电部分（电池组，柴油发电机等）提供的直流电转化为完美的交流电供负载使用，其中由市电供电转电池供电一般为0时间切换，这样就使负载设备在感觉不到任何变化的同时保持运行，真正保证了设备的不间断运行。

2.UPS一般带感性负载的能力强还是带容性负载的能力强？

答：一般UPS就是按感性负载设计的，所以带感性负载是它的本分。一般UPS

逆变器输出端并联的电容器一方面起滤波作用，另一方面是抵消负载中的电感分量。如果负载时容性，又如何用电容去抵消电容性分量呢？只能使输出的电容分量加大，而这些电容分量的电流又必须由逆变器提供，使逆变器输出的有功分量减小，所以带载的能力就减弱了。

3.STS(静态开关),LBS(同步器)及双总线的作用是什么？

答：STS的作用是将两路输入交流电进行切换，LBS的作用是将两组UPS同步，目的是为了使STS的切换时间为零。双总线的作用是为了给用电设备提供冗余的电源

4.EPS和在线式UPS的主要区别是什么？两者的主要用途是什么？

答：与UPS相同之处：EPS是100%的后备式UPS，它的工作原理和后备式UPS一样。不同之处：EPS由于带的负载不同，比如照明和启动水泵等，功率需要做的很大，在启动水泵时可以将逆变器做成变频器；而后备式UPS由于主要的对象是PC机之类的IT设备，所以容量很少有超过3KVA的。一般3KVA以上的IT设备都选用在线式UPS，在IT设备场合无论如何是不能用EPS的。

5.工频机和高频机比较各有什么优缺点？高频机能否取代工频机？

答：工频机UPS：缺点是输入功率因数低，功耗大，效率低，体积大，笨重，价格高，可靠性低；优点是制造相对容易，尤其是采用手工作业影响也不大，要求一致性相对低一些。高频机UPS：优点是输入功率因数高，功耗小，效率高，体积小，轻便，可靠性高；但对生产手段要求高，要求一致性严格。

6.为什么UPS的容量用VA表示？这叫什么功率？

答：有功功率的单位是瓦特（W），无功功率的单位是乏（var）。一般UPS的容量都用视在功率表示，由于视在功率中既包含有功功率，也包含无功功率，既不能称作W也不能称var,既然是视在功率是伏特（V）与安培（A），就索性称为VA。

7.什么叫有功功率，什么叫无功功率？

答：有功功率指的是能使负载做功的功率，比如使灯泡发光，使电路工作等等。做功后又完全变成热量散发到大气中，一去不复返。无功功率指的是储存在储能装置（器件）中的功率，它可以转化为有功功率。

8.UPS效率的定义是什么？它代表什么？和功率因数是一回事吗？

答：UPS效率的η的定义是：输出有功功率P与输入有功功率P’之比的百分数，即：η=（P/P’）％。它是衡量UPS功耗大小的标志。和功率因数不是一码事。

9.蓄电池的容量单位是什么？它的含义是什么？

答：蓄电池的容量单位是安培小时，简称安时（AH），它的含义是该电池在指定放电率的条件下恒流或者恒功率放电，到指定放电时间结束瞬间放出的容量数。如放电率为10，容量为100AH的电池，用放电电流10A恒流放电10H，所放出的容量就是100AH。

10.了解UPS发展情况对用户有何好处？

答：了解UPS发展的方向最主要的目的是使用户避免购买已经过时而已被淘汰或马上就被淘汰的设备，以免造成不必要的损失。目前UPS已经发展到了在线式并联冗余模块化解决方案系统UPS，请渠道商和用户都能认识到模块化已经来临，它将取代传统UPS在数据机房的应用。

11.UPS的发展趋势是怎样的？

答：发展UPS技术的主要目的是提高UPS对输出端负载的动态响应越来越快又好。显然，模块化UPS采用国外先进的高频技术，所能实现的动态响应速度最快，效果最好。

12.传统工频机带输出隔离变压器是否可以增加带载能力和降低零地电压？

答：工频机的输出隔离变压器严格讲是它逆变部分不可或缺的组件，没有全隔离效果，因为旁路无隔离，零线无隔离。

13.UPS上有防雷吗？

答：UPS可以选配输入C级防雷，它有两种方式：

1）以保护负载为优先的防雷；

2）以保护供电为优先的防雷，但是作用不大。因为UPS装了防雷充其量只能使配电柜中省一级防雷，但是配电当中还是不能省略防雷装置。防雷在UPS选择中当属十分次要的因素。

14.UPS带了隔离变压器是否可以抗过载能力增强？

答：错了，那是反应速度慢，过载以后UPS都会跳旁路工作，等负载正常后再恢复整流和逆变工作。我们应该通过升级UPS容量来满足日益增长的负荷扩容需要。

15.工频机的质量是否更加稳定？

答：国内一些高频机是因为生产时候节减成本、生产条件和设计落后而造成的质量不过关。目前的高端ＵＰＳ品牌如：德国威图、PK、美国爱克赛、艾默生、瑞士能威等均有高集成度的模块化高频UPS系列。它更加环保、节能，是绿色机房UPS发展的趋势。

标准电压：

10KV波动范围线路的波动范围是±5%即最高10.5kv最低9.5kv

10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的＋7％～－7％

我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电；我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群岛线），100KV

（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。

目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。

低压（LV）U N ≤1KV

中压（MV）1KV＜U N ≤35KV

高压（HV）35KV＜U N ≤220KV

随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置，由于静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波“污染”。另外，冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的“公害”，为此，国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压不允许平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。

1.电压允许偏差

用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设

备状况而异，电压偏差计算式如下：

电压偏差（％）=（实际电压－额定电压）/额定电压×100％ (1)

《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为：

（1）35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的＋5％～－5％；

（2）10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的＋7％～－7％；

（3）低压照明用户为额定电压的＋5％～－10％。

为了保证用电设备的正常运行，在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后，对各类用户设备规定了如上的允许偏差值，此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。

在工业企业中，改善电压偏差的主要措施有三：

（1）就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差，它是产生电压偏差的源，因此，就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，从源上解决问题，是最有效的措施。

（2）调整同步电动机的励磁电流，在铭牌规定植的范围内适当调整同步电动机的励磁电流，使其超前或滞后运行，就能产生超前或滞后的无功功率，从而达到改善网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。

（3）采用有载调压变压器。从总体上考虑无功负荷只宜补偿到功率因数为0.90～0.95，仍然有一部分变化无功负荷要电网供给而产生电压偏差，这就需要分区采用一些有效的办法来解决，采用有载调压变压器就是有效而经济的办法之一。2.公用电网谐波

谐波（Harmonic）即对周期性的变流量进行傅里叶级数分解，得到频率为大于1的整数倍基波频率的分量，它是由电网中非线性负荷而产生的。

《电能质量公用电网谐波》（GB/T14529－93）中规定了各电压等级的总谐波畸变率，各单次奇次电压含有率和各单次偶次电压含有率的限制值，详见表1：该标准还规定了电网公共连接点的谐波电流（2～25次）注入的允许值；而且同一公共连接点的每个用户向电网注入的谐波电流允许值按此用户在该点的协议容量与其公共连接点的供电设备容量之比进行分配，以体现供配电的公正性。

3.电压波动和闪变

电压波动（Fluctuation）即电压方均根值一系列的变动或连续的改变，闪变（Flick）即灯光照度不稳定造成的视感，是由波动负荷，如电弧炉、轧机、电弧焊机等引起的。

《电能质量电压波动和闪变》（GB12326－2000）是在原来标准GB12326－90的基础上，参考了国际电工委员会（IEC）电磁兼容（EMC）标准IEC6100－3－7等而修订而成的，适用于由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动及由此可能人对灯闪明显感觉的场合，该标准规定了各级电压下的闪变限制值，见表2：

表2中的括号内的数值仅适用于公共连接点（PCC）点连接的所有用户为同电压等级的用户场合，Pst为短时间闪变值，即衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值；Plt为长时间闪变值，它由Pst推算出，反映出长时间（若干小时）内闪变强弱的一个统计量值。

4.三相电压不平衡

《电能质量三相电压允许不平衡度》（GB/T15543－1995）适用于交流额定频率为50Hz电力系统正常运行方式下由于负序分量而引起的PCC点连接点的电压不平衡，该标准规定：电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2％，短时间不得超过4％。

而且该标准还解释：不平衡度允许值指的是在电力系统正常运行的最小方式下负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产（运行）周期中的实测值，例如炼钢电弧炉应在熔化期测量等。在确定三相电压允许不平衡指标时，该标准规定用95％概率值作为衡量值。即正常运行方式下不平衡度允许值，对于波动性较小的场合，应和实际测量的五次接近数值的算术平均值对比；对于波动性较大的场合，应和实际测量的95％概率值对比；以判断是否合格。其短时允许值是指任何时刻均不能超过的限制值，以保证保护和自动装置的正确动作。

5.电网频率

《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T 15945－1995）中规定：电力系统频率偏差允许值为0.2Hz，当系统容量较大时，偏差值可放宽到＋0.5Hz～－0.5Hz，标准中并没有说明系统容量大小的界限，而在《全国供用电规则》中有规定：“供

电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为0.2Hz；电网容量在300万千瓦以下者为0.5Hz。”实际运行中，我国各跨省电力系统频率都保持在＋0.1Hz～－0.1Hz的范围内，这点在电网质量中最有保障

回答者：┏kissゲ小乖┛- 试用期一级5-26 13:52

所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。国家规定了标准电压等级系列，有利于电器制造业的生产标准化和系列化，有利于设计的标准化和选型，有利于电器的互相连接和更换，有利于备件的生产和维修等，应选择最合适的额定电压等级。

所谓电力负荷是指发电厂或电力系统中，在某一时刻所承担的各类用电设备消费电功率的总和，叫电力负荷。单位：“KW”。虽然电力负荷的标准单位为“KW”，但在实际运行工作中我们经用电流来表征负荷。

电力负荷分类的方法比较多，主要有以下几种：

（1）、用电负荷：用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率的总和。

通俗来讲就是用户在某一时刻对电力系统所要求的功率。从电力系统来讲，则是指该时刻为了满足用户用电所须具备的发电出力。

（2）、线路损失负荷：电能在输送过程中发生的功率和能量损失叫线路损失负荷。（3）、供电负荷：用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷称为供电负荷。（4）、厂用负荷：发电厂厂用设备所消耗的功率称厂用负荷。

（5）、发电负荷：供电负荷加上同一时刻各发电厂的厂用负荷，构成电网的全部生产负荷，称为电网发电负荷。

按电力系统中负荷发生的时间对负荷分类

（1）高峰负荷：是指电网或用户在一天时间内所发生的最大负荷值。通常选一天24小时中最高的一个小时的平均负荷为最高负荷。

（2）最低负荷：是指电网或用户在一天24小时内发生的用电量最小的一点的小时平均电量。

（3）平均负荷：是指电网或用户在某一段确定时间阶段内的平均小时用电量。

根据突然中断供电所造成的损失程度分类

一级负荷：是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起周围环境严重污染的；将会造成经济上的巨大损失的；将会造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的。

二级负荷：是指突然中断供电会造成经济上较大损失的；将会造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响的。

三级负荷：是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷。

用电负荷的这种分类方法，其主要目的是为确定供电工程设计和建设标准，保证使建成投入运行的供电工程的供电可靠性能满足生产或安全、社会安定的需要。