大型 UPS 電源的調(diào)試

測試 UPS 的目的，主要是鑒定UPS的實(shí)際技術(shù)指標(biāo)是否滿足使用要求。UPS的測試一般包括穩(wěn)態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試兩類。穩(wěn)態(tài)測試是在空載、50 % 額定負(fù)載以及100 % 額定負(fù)載條件下，測試輸入端和輸出端的各相電壓、線電壓、空載損耗、功率因數(shù)、效率、輸出電壓波形、失真度以及輸出電壓的頻率等。動(dòng)態(tài)測試一般是在負(fù)載突變（一般選擇負(fù)載由0 % ~100 %和由100% ~ 0 %）時(shí)，測試UPS輸出電壓波形的變化，以檢驗(yàn)UPS的動(dòng)態(tài)特性和能量反饋通路。

一、穩(wěn)態(tài)測試

所謂穩(wěn)態(tài)測試是指設(shè)備進(jìn)入“系統(tǒng)正常”狀態(tài)時(shí)的測試，一般可測波形、頻率和電壓。

1. 測試輸入特性參數(shù)及方法

（1）輸入功率因數(shù)

技術(shù)指標(biāo)：國標(biāo)為≥ 0.8。

測試方法：檢測 UPS 輸入電流波形諧波及其與電壓波形相位差的綜合分析。可用英國 PA4400-4 型數(shù)字電力諧波分析儀直讀（在空載和滿載時(shí)）。

此項(xiàng)測試的意義如下：

①減少輸入端無功損耗是UPS節(jié)電的重要組成部分。6脈沖整流器，如果不加輸入濾波器，其無功損耗約為額定功率的20 %。

②降低對自備發(fā)電機(jī)的功率比要求。如果輸入功率因數(shù)為1時(shí)，需要配備發(fā)電機(jī)的功率比為1:1，那么6脈沖整流器而輸入又沒有加諧波濾波器的話，需要配備發(fā)電機(jī)的功率比為2.5:1。

③減少對電網(wǎng)造成的污染。此項(xiàng)指標(biāo)在選購設(shè)備時(shí)應(yīng)該考慮進(jìn)去。

（2）輸入頻率范圍

技術(shù)指標(biāo)：國標(biāo)為50Hz±2.5 %。

測試方法：采用變頻電源或發(fā)電機(jī)。固定額定輸入電壓，改變輸入頻率，用記憶示波器觀察 UPS 輸入頻率的跟蹤范圍。

本技術(shù)指標(biāo)要求不高，所有品牌 UPS 都能達(dá)到。跟蹤電網(wǎng)頻率范圍寬，表明UPS與電網(wǎng)容易匹配。

（3）直流電壓輸入范圍

技術(shù)指標(biāo)：國標(biāo)沒有規(guī)定。

UPS說明書中都應(yīng)該標(biāo)明直流電壓的范圍，由于各品牌的UPS所配置的直流電壓（標(biāo)稱值）不一樣，所以范圍也不一樣。

測試方法：在保證UPS輸出電壓在380V±1% 范圍時(shí)，測量蓄電池的直流電壓范圍。

此項(xiàng)測試的意義是：較寬的直流電壓輸入范圍，表明控制電路調(diào)整范圍寬。市電與蓄電池互相切換時(shí)，仍然保證UPS輸出電壓的穩(wěn)定度。

2. 測試輸出特性參數(shù)及方法

（1）輸出電壓波形

技術(shù)指標(biāo)：國標(biāo)為正弦波，波形失真 ≤5%（100 % 線性負(fù)載）。

測試方法：一般是在空載和滿載（電阻性負(fù)載）狀態(tài)時(shí)，觀察輸出波形是否正常，用失真度測量儀或658型數(shù)字電力品質(zhì)分析儀，測量輸出電壓波形的失真度。

（2）UPS的輸出電壓

技術(shù)指標(biāo)：國標(biāo)為 380V ± 2%。

UPS的輸出電壓可以通過以下方法進(jìn)行測試：

①當(dāng)輸入電壓為額定電壓的90 %，輸出負(fù)載為100 %或輸入電壓為額定電壓的110 %，輸出負(fù)載為 0 時(shí)，其輸出電壓應(yīng)保持在額定值 ± 2 % 的范圍內(nèi)。

②當(dāng)輸入電壓為額定電壓的90 %或110 %時(shí)，輸出電壓一相為空載，另外兩相為100 % 額定負(fù)載；或者兩相為空載，另外一相為100 %負(fù)載時(shí)，其輸出電壓應(yīng)保持在額定值± 2 % 的范圍內(nèi)，其相位差應(yīng)保持在4°范圍內(nèi)。

要在不平衡負(fù)載情況下，使負(fù)載電壓的幅值和相位保持在允許范圍內(nèi)，逆變器的設(shè)計(jì)就必須做到每相都能單獨(dú)調(diào)整。在對每一相電壓的幅值和相位分別控制的情況下，可以做到三相負(fù)載電壓始終是對稱的。有的UPS不是每相都能單獨(dú)調(diào)整，所以，當(dāng)接單相負(fù)載時(shí)，輸出電壓就會(huì)出現(xiàn)明顯的不平衡。對于這類UPS ，就不能進(jìn)行此種測試，使用時(shí)，也必須使三相負(fù)載盡量平衡。

另外，上述的不平衡負(fù)載一相為空載，另外兩相為額定負(fù)載；或者兩相為空載，另外一相為額定負(fù)載的條件較為嚴(yán)酷，有的機(jī)器是在不平衡負(fù)載兩相為額定負(fù)載，另外一相為70 % 的額定負(fù)載；或者一相為額定負(fù)載，另外兩相為70 % 的額定負(fù)載來測試輸出電壓（各相電壓、線電壓）的穩(wěn)壓精度和三相輸出不平衡度。

③當(dāng)UPS逆變器的輸入直流電壓變化± 15 %，輸出負(fù)載為0 % ~ 100 % 變化時(shí)，其輸出電壓值應(yīng)保持在額定電壓值± 2 % 范圍內(nèi)。這一指標(biāo)表面上與前面所述指標(biāo)重復(fù)，但實(shí)際上它比前面的指標(biāo)要求更高。這是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的輸入信號(hào)在大范圍內(nèi)變化時(shí)，表現(xiàn)出明顯的非線性，要使輸出電壓不超出允許范圍，對電路要求就更高了。

（3）負(fù)載波峰因數(shù)

技術(shù)指標(biāo)：國標(biāo)沒有此項(xiàng)要求，國際標(biāo)準(zhǔn)為CF = 3（ CF―波峰因數(shù)）。

測試方法：

①用模擬波峰因數(shù)為3:1而平均功率為UPS額定輸出功率的假負(fù)載，接入U(xiǎn)PS輸出端，觀察 UPS 是否過載及長期工作是否可靠。

②調(diào)節(jié)波峰因數(shù)比，測量UPS在可靠工作條件下的波峰因數(shù)值。

本指標(biāo)是真正反映UPS帶當(dāng)今最普遍的非線性負(fù)載的能力，是一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)。要獲得較高的波峰因數(shù)，需要較高的PWM調(diào)制頻率及高速數(shù)字反饋。

（4）噪聲測試（在 1 m 距離下測量）

技術(shù)指標(biāo)：國標(biāo)為 ≤ 65dB (≥10 kVA)

測試方法：在滿載條件下，使用 HS56070XAN61 型噪聲自動(dòng)測試系統(tǒng)進(jìn)行測試。

UPS功率越大，噪音越大，這是環(huán)境噪音污染。在大功率UPS中，凡是采用較高的PWM 調(diào)制頻率及采用先進(jìn)裝配工藝的，噪音都比同規(guī)格其他品牌UPS的噪音低。