UPS電源的現(xiàn)狀、發(fā)展及選配

經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，電力已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)最重要的能源基礎(chǔ)。隨著工業(yè)文明的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電力質(zhì)量的要求越來(lái)越高，為了保障工業(yè)過(guò)程以及日常工作的連續(xù)性，UPS應(yīng)運(yùn)而生，成功的解決了電力中斷以及電力質(zhì)量差的問(wèn)題，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制、通信、醫(yī)療、計(jì)算機(jī)、交通、銀行、證券等。

1UPS的現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，UPS技術(shù)El新月異，管理體系不斷完善，功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用范圍也隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展不斷的擴(kuò)大。

1.1技術(shù)方面

(1)現(xiàn)已廣泛采用與傳統(tǒng)諧振式ZUS、ZCS軟開(kāi)關(guān)不同的廣義軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，來(lái)減小開(kāi)關(guān)損耗，提高開(kāi)關(guān)頻率。這種軟開(kāi)關(guān)就是一種無(wú)損緩沖電路，它不但能使開(kāi)關(guān)過(guò)程軟化，而且還具有電路簡(jiǎn)單，不需要附加諧振網(wǎng)絡(luò)，成本低廉的特點(diǎn)。輸入端加裝高效輸入濾波器和有源功率因素校正器，并采用串并聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)，來(lái)降低輸入電流失真度，減小UPS電源對(duì)市電電源的污染，使其向綠色電能變換型發(fā)展。

(2)為實(shí)現(xiàn)UPS電源小型化，減小輸出變壓器即輸出濾波器的尺寸，減小電磁干擾，防止高頻變壓器的飽和，目前在韓國(guó)采用的是串聯(lián)諧振逆變器，再經(jīng)過(guò)隔離變壓器和變頻器組成高頻連接的UPS。

(3)數(shù)字控制已成為新型UPS控制技術(shù)發(fā)展的主流，即廣泛應(yīng)用數(shù)字處理器DSP，盡可能使控制電路全微處理器化。因?yàn)閿?shù)字控制器具有精度高，抗干擾能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的檢測(cè)，故障診斷和隔離，易于實(shí)現(xiàn)遙控遙測(cè)，易于實(shí)現(xiàn)多臺(tái)UPS的并聯(lián)和熱插撥，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的監(jiān)控和管理，也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)的介入可以使UPS實(shí)現(xiàn)智能化管理，可以使電源運(yùn)行在最優(yōu)化狀態(tài)。

(4)蓄電池是UPS的心臟，目前UPS一般都使用免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，美國(guó)還運(yùn)用了高功率鉛一空氣備用電源裝置(RPU)取代蓄電池。為增大電池的使用壽命，目前使用一種三階段電池管理方案，即恒流均衡充電，浮充充電和自然放電三大階段，以防止過(guò)充、過(guò)放?，F(xiàn)已引入以微處理器監(jiān)控技術(shù)為主的電池管理體系，隨時(shí)觀察電池的充、放電狀態(tài)，對(duì)電池充、放電進(jìn)行雙重保護(hù)。

(5)采用冗余技術(shù)和熱插撥技術(shù)。

(6)采用智能化UPS的管理系統(tǒng)。所謂智能化UPS，是指將傳統(tǒng)的UPS與計(jì)算機(jī)相連的硬件接口，結(jié)合特殊設(shè)計(jì)的軟件，以提供計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)資料的雙重保護(hù)，保證UPS在完成基本功能外，還能對(duì)一切故障進(jìn)行檢測(cè)，顯示和處理等，完全實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理。

1.2管理體系方面

UPS供電系統(tǒng)從產(chǎn)生至今已有40余年，40年的歷程，UPS發(fā)展到今天已經(jīng)不再是孤立的電源技術(shù)的發(fā)展，UPS本身不再是單獨(dú)的電源系統(tǒng)，目前所說(shuō)的供電機(jī)房，已成為一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集不問(wèn)斷電源、機(jī)柜、電源管理、散熱、電力電纜和數(shù)據(jù)布線為一體的全套電源供應(yīng)與管理整體方案。這就大大便利于用戶的選購(gòu)、安裝、維護(hù)和擴(kuò)容，降低日常管理和維護(hù)的成本，并能對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備、運(yùn)行程序和數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的傳輸途徑進(jìn)行全面保護(hù)，使之成為不間斷供電網(wǎng)絡(luò)，此網(wǎng)絡(luò)還具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，過(guò)載能力強(qiáng)，智能化監(jiān)控及防雷擊、防浪涌等功能。

1.3設(shè)計(jì)原理和工作方式方面

目前可以分為離線式、在線式、在線互動(dòng)式三種UPS。

(1)離線式UPS，也稱為后備式UPS，以小功率(5kVA)為主，主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率高，易于維護(hù)，且價(jià)格低廉，轉(zhuǎn)換時(shí)間為幾ms，為絕大多數(shù)中小功率用戶首選。

(2)在線式UPS以大中(5kVA以上)功率為主，供電轉(zhuǎn)換時(shí)間為零，供電質(zhì)量高，可以向用戶的負(fù)載提供純凈、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、抗干擾和波形失真極小的正弦波，但價(jià)格昂貴。

(3)在線互動(dòng)式UPS以網(wǎng)絡(luò)使用為主，它結(jié)合了離線式轉(zhuǎn)換效率高和在線式供電質(zhì)量高的特點(diǎn)，與離線式相比，切換時(shí)間短。