电源：UPS的性能分类与标准化UPS系统结构

表示是否符合标准规定的瞬态电压性能。

1.1　电源质量的分类选项(三个字符或两个字符)

以下各选项均表示在正常工作方式下的电源质量。可以为VFI，VFD，VI。

• VFI：　表示这种UPS的输出与市电电源的电压和频率无关。

• VFD： 表示这种UPS的输出取决于与市电电源的电压和频率变化。

• VI：　 表示这种UPS的输出(频率)取决于市电电源的频率变化。输出电压与市电电压无关

1.2　输出电压波形的分类选项(两个字符)

第一个字符表示在正常和旁路方式下的输出电压波形。可以为S，X，Y。

第二个字符表示在储能方式下的输出电压波形。可以为S，X，Y。

• S： 表示在所有线性和基准非线性负载条件下，输出波形均为正弦波，其总谐波失真因数 D小于0.08 。

• X： 表示在线性负载条件下，输出波形均为正弦波(与S相同)，在非线性负载条件下(如果超过规定的极限)，其总谐波失真因数 D大于0.08 。

• Y： 输出波形是非正弦波。

1.3　瞬态电压性能的分类选项(三个字符)

第一个字符表示改变工作方式时的输出电压瞬态性能。可以为1，2，3。

第二个字符表示在正常/储能方式下，带线性阶跃负载时的输出电压瞬态性能(最不利的情况) 。可以为1，2，3。

第三个字符表示正常/储能方式下，带基准非线性阶跃负载时的输出电压瞬态性能(最不利的情况) 。可以为1，2，3。

• 1： 表示瞬态电压≤ 图 1 的1类输出动态性能数据(无中断或无零电压出现)。

• 2： 表示瞬态电压≤ 图2 的2类输出动态性能数据(输出电压为零持续1ms)。

• 3： 表示瞬态电压≤ 图3 的3类输出动态性能数据(输出电压为零持续10ms)。

图1　1类输出动态性能

图2　2类输出动态性能

图3　3类输出动态性能

1.4　完整的UPS分类代码

下面是典型的UPS完整的分类代码：

电源质量　　　 输出波形　　　 输出动态性能

VFI　　 —　　　　SS　　 —　　　111

VI　　　—　　　　SX　　 —　　　222

VFD　　—　　　　SY　　 —　　　333

实际的UPS产品的性能分类代码举例：

Powerware 9370 ：VFI-SS-111

Powerware PB4000(BORRI 4000)：VFI-SS-111

Socomec DELPHYS MP：VFI-SS-111

AEG/SAFT SVS Power System：VFI-SS-111

2 UPS 系统结构

2.1　UPS性能分类代码与UPS内部结构

综上所述，UPS 按性能分类，可分为三类，用代码表示为：

VFI 　 (UPS的输出与市电电源的电压和频率无关)

VFD 　(UPS的输出电压和频率取决于与市电电源的电压和频率)。

VI　 (UPS的输出(频率)取决于市电电源的频率变化。输出电压与市电电压无关)

然而，实际上，UPS按性能分类的VFI、VI、VFD与按UPS内部电路结构分类的双变换、市电交互、冷备用单机UPS系统是密切相关的。

UPS性能分类代码表示的是UPS输出电压和频率与市电电源的关系、输出波形和动态性能，这些性能和功能指标都是与UPS单机系统结构有关的。

在前面给出的完整UPS性能分类代码的例子中 ，VFI-SS-111，VI-SX-222，VFD-SY-333和单机UPS系统的对应关系如下：

2.1.1 VFI-SS-111，双变换UPS

性能分类代码VFI-SS-111表示UPS输出电压和频率与市电电压、频率无关。要达到这个要求，必须在正常方式下，通过直流中间环节再生一个交流电源。这种UPS技术就是双变换UPS，它也能满足对正弦波输出波形和1类输出动态性能(图1)的要求。

2.1.2 VI-SX-222，市电交互UPS

性能分类代码VI-SX-122表示UPS输出电压与市电电源电压无关，但输出频率与市电频率有关。

这种UPS技术就是市电交互UPS。其输出电压可以调节到某个极限内，可以认为UPS 输出与市电电压无关，但输出频率取决于市电频率。这种UPS在正常方式下不需要直流中间环节。这种UPS在工作方式转换时不能满足1类输出动态性能的要求，只能满足输出2类动态性能(图2)的要求。

2.1.3 VFD-SY-333，冷备用UPS

性能分类代码VFD-SY-333表示UPS输出电压和频率取决于市电电源电压和频率。在正常方式下，市电电源的各种干扰都会影响到负载。这种UPS技术就是冷备用UPS。这种UPS在市电故障时，启动逆变器，负载由机械开关转换到逆变器供电，转换时间大约4～8ms。因此，只能满足3类输出动态性能(图3)的要求。

VFI-SS-111，VI-SX-222，VFD-SY-333对应的单机UPS系统及其特点如表1 所示。

表1　IEC 62040规定的UPS分类与其对应UPS 系统

下面简单介绍这三种标准化单机UPS的系统结构及特点。

2.2　冷备用UPS (passive standby UPS)

冷备用UPS如图4所示。这种UPS 有正常和储能两种工作方式。

在正常工作方式下，负载由市电电源经UPS开关直接供电。也可以采用一些附加设备(例如铁磁谐振变压器或自动改变抽头的变压器)对输入电源进行简单的调节后为负载供电。整流器给蓄电池充电。

当交流输入电源