实现UPS高可靠性的技术措施

4优异的技术指标

　　用户对UPS不外乎要求优异的技术指标和高可靠性。M－UPS具有下述优异技术指标：

　　（1）高输入功率因数。输入功率因数实测为0.999。这不仅具有减少电网污染及市电无功损耗的环保与节能双重功能，而且还能以1：1的功率比来配备自备发电机，而其他品牌UPS则可能需要2～2.5倍发电机功率的配置，这无形提高了M－UPS与自备发电机匹配运行的可靠性。

　　另外，由于高输入功率因数，不仅可减少UPS配电设备（变压器、断路器、电缆、进相电容等）的容量，减少投资，而且更重要的是提高了系统（包括输入配电）运行的可靠性。

　　（2）宽输入电压范围。输入电压允许范围为＋15％～－30％，在中大功率UPS当中还未见到另一品牌UPS经过权威单位检测达到此指标，如附表所示。

　　当市电超出输入电压范围时，将起动电池供电，长期如此，将大大降低蓄电池的使用寿命，不但增加UPS运行成本，而且最重要的是当需要电池供电时，电池可能已"过放"造成停电事故，降低了UPS系统运行的可靠性。

　　（3）低直流总线（BUS）波纹系数。"六脉冲整流"是低频（50Hz）工作，而AC→DC变换器是高频(8～10kHz)PWM变换，因此直流滤波电容将大大减少。"六脉冲整流"为了降低直流BUS纹波，常采用数十只大容量电容并联，为了降低成本常选用电解电容，但电解电容在长期工作后常发生电解液干涸及漏电严重的现象。这些都是引起UPS不可靠工作的常见原因。M－UPS由于采用"高频整流"，因而滤波电容容量可降至电解电容的1/10，因此电容故障率可大为降低。

　　（4）低输出谐波失真。在100％的非线性负载下，输出电压波形失真度为：THD≤3％，而其他品牌一般为THD≤5％。从百分数看起来相差不大，但这是一个从量变到质变的过程，降低THD1％～2％，需要采取多方面电路设计措施。如果没有全数字化技术，没有双DSP控制是很难达到此指标的。众所周知，UPS大部分故障是由于非线性负载瞬间变化的冲击造成的，M－UPS对非线性负载的适应能力是很强的，故可靠性是很高的。

　　（5）混合型晶闸管开关。M－UPS从逆变器输出切换至旁路是采用可关断晶闸管（GTO）的静态开关与电流接触器并联方式，既满足了高速切换，而GTO器件又可以采取自冷方式，因此UPS体积小，而且提高了效率及可靠性。

　　（6）市电输入具有软起动功能。当输入交流电源恢复时，由于M－UPS设计有软起动功能，使输入电流缓慢上升，减少了UPS对输入电源的冲击，无论是由市电或自备发电机供电，都有利于提高转换的可靠性。

　　（7）逆变器输出端无晶闸管静态开关。M－UPS由IGBT/IPM功率器件组成的逆变器能够抑制瞬时大电流冲击，无需在UPS逆变器输出端接上其他品牌UPS都必须接入的晶闸管静态开关，此技术使M－UPS获得更高的效率和更高的可靠性。

　　（8）交流和直流功率分配功能。当UPS由自备发电机供电时，而自备发电机容量又不足，则UPS可以将输入容量限制在自备发电机的最大输出容量，不足部分则可由蓄电池供给，这样可以提高供电系统运行的可靠性。

　　（9）三相独立控制功能。M－UPS采用三相独立，瞬时波形控制，输出端可适用于单相或三相负载，同样可以提高供电系统运行的可靠性。

　　（10）非线性负载适应功能。M－UPS由于采用数字化及快速反馈技术，负载波峰因数比CF=3.6，对于100％非线性负载从空载（0％）到满载（100％）跳变，输出端电压的变动也极其微小，从而大大提高其适应任何负载运行的可靠性。

　　5高超的冗余并机技术

　　大功率UPS虽然可靠性提高，但由于使用环境的突然变化（如市电电压超出范围、负载瞬间故障）、运行人员的错误操作、UPS本身零件的老化、个别元器件早期失效等因素都会导致UPS发生故障，对诸如金融、航空、医疗、邮电、交通、国防等系统要求供电质量很高的负载，还必须进一步提高UPS的可靠性。

　　近年来世界上发展了多种方法来扩展大功率UPS系统的平均无故障时间，其中冗余并机技术发展较为迅速。冗余方法确能提高USP系统的可靠性，但如何实现"冗余"却是值得研究的问题。M－UPS由于采用全数字化电路设计，因而具有高超的冗余并联运行技术，有别于并机柜、并机板、并机模块及无线并机等并机方案。

　　（1）并机运行的UPS配备独立的电压与相位控制，没有公共控制部分，不存在"瓶颈"现象。

　　（2）并机调试非常简单，只须每台UPS参数设置好后，即可投入并联运行，不需要像有些品牌UPS要在满负荷运行时调节功率均分。

（3）由于M－UPS全数字化控制及软件设置参数，并机运行的每台UPS输出波形、相位及电压值都非常一致，因此并机环流几乎为零，这样除了提高运行效