艾默生UPS技术

在当今电力需求日益增长的今天，电网系统的建设和投资需要大量的资金，从而导致电力供应严重短缺，经常出现过载、电压下降或停电等现象，严重影响敏感电子设备以及其他电气设备，如工业控制系统、信息系统等。

一、信息与控制系统供电的几类问题及解决方法

1.过压问题

– 这是电压超过额定110%的现象，主要由断开大功率用电设备引起。这种情况经常发生，导致计算机系统容易出现内存错误、数据丢失，甚至整个系统瘫痪。

2.涡轮增压器转速

– 电压在约半个周期内突然升高到6000V。这些电压尖峰通常是由于线路中感应雷电波或其他问题引起的。这可能导致敏感电气设备烧毁电路板或突然丢失数据。

3. 开关瞬态

– 当电压在10ms至100ms的时间内迅速升至20,000V时，就会发生这种现象。这种现象通常是由于静电放电、电压浪涌、未经滤波的线路上的直接雷击而引起的。这种情况在电网中可能每天多次频繁发生，导致内存丢失、数据损坏以及其他机器部件损坏。

4. 电力暂降

– 电压短时间内降至额定电压的80%至85%时发生的现象，主要由大型设备启动和电源切换（电网内和电网外）引起。电压下降会导致与过压类似的后果，例如记忆丢失、数据损坏、灯光闪烁和设备关机。

5.电线噪声：

– 指电磁干扰 (EMI) 或射频干扰 (RFI)，会对信息系统电路、计算机和控制器造成严重损害。EMI、RFI 和其他频率问题可能导致数据丢失、损坏、存储丢失、键盘死机和系统关机。

6.频率变化：

– 频率变化与标准（50Hz）不同，由于发电机运行不稳定或源频率不稳定，经常发生频率滑移，这可能导致敏感电子设备的数据丢失、硬盘损坏、键盘冻结和程序故障。

7. 电压下降：

– 低电压状态，当负载需求增加时，这种现象通常发生在夏季，线路损耗增加，导致电力负载所需的电压下降。低电压会导致计算机故障、硬件故障、数据丢失或错误。

8. 电源故障

– 指持续超过两个周期的零电压状态，由不稳定的断路器、配电故障或电网故障引起。这种现象会导致数据丢失、硬件故障和文件损坏。所有与电源相关的事件都会对敏感电子设备（例如工作站、服务器、集线器和某些网络设备等）造成影响，导致程序和系统中断、主板故障、硬盘故障、数据丢失等。

二、一些常用的有效补救措施

为了解决电源问题，人们常用自动稳压器AVR，或者不间断电源（UPS）等。对于敏感负载，使用稳压器并不能起到有效的保护作用，因为它们的机械惯性无法应对电网的快速波动。例如，存在约1/2电流周期（1/100秒）的大电压尖峰对敏感负载有危险的影响，而稳压器（如LIOA稳压器或类似产品）的调节作用往往在1-3秒后才能实现，因此不会起保护作用。使用UPS保护敏感负载是必要的，也是在重要系统中应用保护的趋势。然而，在选择UPS时，需要清楚地了解每种UPS对哪种负载的保护能力。这通常可以通过电气设备工程师的分析或通过该领域专家的建议来实现。

三、 UPS技术

1.离线技术（备用UPS）

– 当有电网供电时，UPS 会直接向负载供电。当市电断电时，负载将从电池供电切换到逆变器供电。这类逆变器的输出电压通常为 STEP WAVE（矩形脉冲，而非 SIN）。
– 此类UPS的适用范围通常为设备简单、容量较小、对电网不太敏感、可靠性要求较低的设备。代表此类UPS的产品线是POWERWARE UPS 3115，容量范围为300VA至650VA。

离线UPS技术

2. 单变换在线技术

– UPS 根据电网变化运行，电网每次波动，UPS 都会升高或降低电压，使提供给负载的电压几乎保持不变（相互影响就像一个自动稳压器，在电池直流电源的参与下工作）。当发生电源故障时，UPS 将从脉冲宽度 (PWM) 控制的电池（逆变器）供电，逆变器的瞬态时间非常短，因此不会影响敏感的电气设备。此类 UPS 的输出电压完全为正弦波 (SIN)。
– 与滤波器结合使用时，这种类型的 UPS 是计算机、信息和控制设备的理想电源。

3.双转换在线技术

– 采用双转换原理运行：先将交流电转换为直流电，再将直流电转换回交流电。因此，负载的供电完全由UPS提供，确保电压和频率的稳定。这使得UPS供电的设备几乎完全不受电网波动的影响。因此，在线式UPS产生的电力纯净（可过滤大多数电网故障），完全抗干扰。输出电压完全为正弦波。