如何對(duì)大型UPS電源進(jìn)行測(cè)試

王日紅

【摘要】對(duì)大型ups的各參數(shù)的測(cè)試方法，以保證ups工作時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】ups；靜態(tài)測(cè)試；動(dòng)態(tài)測(cè)試；常規(guī)測(cè)試

前言

在大型UPS投入使用之前，大多會(huì)對(duì)UPS進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)UPS在實(shí)際工作中能否滿足相關(guān)技術(shù)要求。通常測(cè)試是檢測(cè)ups在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)時(shí)的工作情況。所謂動(dòng)態(tài)測(cè)試就是負(fù)載突然發(fā)生變化，即負(fù)載由100%突變到0或從0突變到100%時(shí)的輸出電壓變化情況。靜態(tài)測(cè)試是指負(fù)載在0、50%、100%的情況下，測(cè)試進(jìn)線和出線端的線電壓、相電壓以及功率因數(shù)、空耗、輸出電壓的頻率、波形、失真等數(shù)據(jù)。

1.靜態(tài)測(cè)試

靜態(tài)測(cè)試一般在設(shè)備正常工作時(shí)對(duì)輸出電壓頻率、大小和波形進(jìn)行測(cè)試。

1.1 輸入特性參數(shù)的測(cè)試方法

1.1.1 輸入功率因數(shù)的測(cè)試

測(cè)試輸入電壓功率因數(shù)的目的是為了減少ups輸入端的無(wú)功功耗。功率因數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是≥0.8。如果低于該數(shù)值，不僅會(huì)造成UPS耗電量增加，也會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定污染。測(cè)試功率因數(shù)可用電力諧波分析直接讀出數(shù)值。如果測(cè)試值低于0.8可以考慮在輸入端加濾波器來(lái)消除6脈沖整流器的影響。

1.1.2 輸入頻率測(cè)試

對(duì)輸入頻率的測(cè)試的目的是測(cè)試輸入頻率變化對(duì)輸出頻率的影響是否符合50HZ±2.5%的標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試時(shí)可以采用變頻電源，使之輸出固定的電壓并改變電壓頻率，然后用頻率計(jì)或示波器測(cè)試輸出頻率的變化范圍。如果測(cè)得的頻率變化范圍符合電網(wǎng)頻率變化范圍，則表明電網(wǎng)和ups匹配合適。

1.1.3 輸入直流電壓范圍測(cè)試

該測(cè)試的目的是輸入電壓波動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響有多大。如果輸入電壓的范圍比較寬泛并不對(duì)輸出電壓造成影響，則表明UPS控制電路調(diào)整范圍寬，蓄電池和外電切換時(shí)輸出電壓穩(wěn)定。測(cè)試方法是改變蓄電池的直流電壓范圍測(cè)試輸出是否在380V±1%內(nèi)變化。

1.2 輸出特性參數(shù)的測(cè)試方法

1.2.1 電壓波形測(cè)試

大型UPS的要求在空載和滿載情況下要求輸出電壓的波形失真要小于5%。該檢測(cè)項(xiàng)目可用電力品質(zhì)分析儀或者失真度測(cè)試儀完成。

1.2.2 UPS的輸出電壓

通常外電的變化范圍指標(biāo)為380V±2%，首先應(yīng)該測(cè)試外電對(duì)ups輸出的影響，可以分別測(cè)試輸入電壓低（90%）滿負(fù)載和輸入電壓高（110%）無(wú)負(fù)載時(shí)ups輸出電壓的波動(dòng)范圍是否小于±2%的范圍。其次要測(cè)試ups負(fù)載不平衡時(shí)對(duì)輸出得影響，調(diào)整輸入電壓分別為額定值的90%和110%，兩相為空載另一相為100%負(fù)載時(shí)，或者輸出電壓一相為空載，另外兩相為100%額定負(fù)載；ups的輸出電壓應(yīng)保持在額定值±2%的變化范圍內(nèi)，相位差不能大于4°的范圍。該測(cè)試可看出ups地逆變器設(shè)計(jì)是否存在缺陷，是否能做到對(duì)每相都能單獨(dú)調(diào)整，始終做到三項(xiàng)負(fù)載電壓對(duì)稱。有些UPS不可以對(duì)每相進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整，所以當(dāng)接單項(xiàng)負(fù)載時(shí)，輸出電壓就會(huì)出現(xiàn)明顯的不平衡。對(duì)于這類UPS，就不能進(jìn)行此種測(cè)試，使用時(shí)，就必須使三相負(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)載的條件較為罕見(jiàn)，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(lái)測(cè)試輸出電壓（相電壓、線電壓）的穩(wěn)定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)表面上與前面所描述的指標(biāo)重復(fù)，但實(shí)際上它比前面的指標(biāo)要求更高。這因?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(duì)電路要求就更高了。

1.2.3 負(fù)載峰值因數(shù)測(cè)試

該測(cè)試是真正反映UPS帶非線性負(fù)載的能力，是一個(gè)很重要的指標(biāo)。要獲得較高的波峰因數(shù)，需要高速數(shù)字反饋及PWM調(diào)制頻率。測(cè)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(guò)載及長(zhǎng)期工作是否可靠。

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

（3）所測(cè)結(jié)果滿足3即可。

1.2.4 效率

UPS的效率主要取決于逆變器的工作情況。大多數(shù)UPS只有在50%～100%的負(fù)載時(shí)才有比較高的效率，當(dāng)?shù)陀?0%負(fù)載時(shí)，其效率就急劇下降。廠家提供的效率指標(biāo)也大多在額定直流電壓，額定負(fù)載的條件下的效率。交流輸入功率應(yīng)有功功率與無(wú)功功率的相量和，交流輸出功率也應(yīng)該包含無(wú)功功率和有功功率。作為用戶我們應(yīng)該重視AC到AC的轉(zhuǎn)化效率，而不應(yīng)該只考慮DC到AC的轉(zhuǎn)換效率或只用輸出功率與輸入功率之比。參照國(guó)標(biāo)為ups效率應(yīng)該>75%（10～100KVA）。該測(cè)試項(xiàng)目也已用電力品質(zhì)分析儀測(cè)試輸入與輸出功率。

效率等于輸出有功功率比輸入有功功率在乘上100%，輸入功率不包含蓄電池的充電功率。測(cè)試應(yīng)在正常條件下，負(fù)載為100%或0%的阻性負(fù)載情況下測(cè)試。機(jī)器的效率高，可以節(jié)省電費(fèi)，選用容量時(shí)，其容量系數(shù)也可以減小些。

1.2.5 主要功率器件的溫升

功率器件的溫升直接關(guān)系著ups運(yùn)行的穩(wěn)定性。溫升越低的ups工作越穩(wěn)定。技術(shù)指標(biāo)：在輸出電壓與輸入功率為額定值時(shí)，國(guó)標(biāo)為功率半導(dǎo)體溫升小于85℃，功率變壓器溫升小于80℃。測(cè)試可以使用電子點(diǎn)溫計(jì)直接測(cè)出溫度。

1.2.6 輸出電壓頻率范圍

技術(shù)指標(biāo)：國(guó)標(biāo)為50±0.5HZ。

測(cè)試方法：輸入采用變頻電源或發(fā)電機(jī)，輸出端接入示波器和電源擾動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)試。固定額定輸入電壓，改變輸入頻率。當(dāng)輸入頻率超過(guò)調(diào)整范圍時(shí)，UPS將轉(zhuǎn)入本機(jī)振蕩器。如果本機(jī)振蕩器頻率不夠精確時(shí)，也有可能在市電頻率不穩(wěn)時(shí)，UPS輸出電壓的頻率也不穩(wěn)。