關(guān)于ups及其應(yīng)用中幾個問題的討論

　　中國電源學(xué)會交流穩(wěn)定電源專業(yè)委員會 王其英
a前言
　　
　　乍一踏進(jìn)ups市場，其狀如雨后春筍，撥地而起，令人耳目一新，又有百花爭艷之勢。國外品牌的產(chǎn)品有瑞士的v-speed im sitepro.imel，意大利的salicro.seil，法國的merlin gerin. socomec,丹麥的silcon,西班牙的salicro,英國的abb,荷蘭的victron,芬蘭的fiskar,德國的西門子，南非的matla, missner,美國的exide, apc, best,deltcc, leibert, fenton,日本的三菱、電精，還有山特，創(chuàng)力，山頓，希爾，臺達(dá)，pk ，冠軍,見福，宏銳，飛銳，taifa, nife, goma……。國產(chǎn)ups也呈蒸蒸日上之勢，如中華，東方，保護(hù)神，科華，寶星，恒電，熊貓……品牌繁多，產(chǎn)地各異，使觀者眼花繚亂，目不暇接。
　　
　　實(shí)際上，品牌再多也都在傳統(tǒng)式(經(jīng)典式)結(jié)構(gòu)和三端口范圍之內(nèi)。所謂傳統(tǒng)式結(jié)構(gòu)模式如眾所周知的交流－直流－交流的兩次變換過程，而高頻機(jī)ups因也沒脫出兩次變換的模式，因此，也應(yīng)納入傳統(tǒng)式的范疇。有人稱三端口(在線互動式)為單變換，也有一定道理，其根據(jù)是省去了傳統(tǒng)的整流充電器，仔細(xì)想來又不太確切，因?yàn)樽鳛殡p向變換的逆變器在將直流變成交流時，其直流的來源是蓄電池，而蓄電池能量的補(bǔ)充是借用雙向變換器的整流橋，將交流市電變成直流為蓄電池充電，因此，雖然從結(jié)構(gòu)上省去了傳統(tǒng)的整流充電器，但變換卻仍在進(jìn)行，故嚴(yán)格地說，三端口也不是單變換。
　　
　　總之，萬變不離其宗。從電路上講，兩次變換的過程是無法去掉的。各種品牌的差異也就移到其它方面，如電路元器件的選擇、脈寬調(diào)制頻率的制定，機(jī)械結(jié)構(gòu)，智能化程度，網(wǎng)絡(luò)功能，可靠性高低，擴(kuò)充的能力等等，因此，同是雨后春筍卻也有高低、粗細(xì)之分，同為園中百花卻也有良莠之別，這就是價格不同的根據(jù)，用戶不掌握這一點(diǎn)，一味地認(rèn)為價格低就是性能價格比好，就很難選到合意的產(chǎn)品。比如從產(chǎn)品外表看，金屬外殼當(dāng)然比塑料外殼價貴，塑料殼輕便美觀，但沒有屏蔽作用，而金屬殼除對干擾有屏蔽作用外，且有不老化不怕高溫的特點(diǎn)，但它比塑料殼笨重；又如有的ups有輸出隔離變壓器而有的就沒有，這又有了價格的差異，因?yàn)檩敵鲎儔?指前者)不但可以變壓而且還具有緩沖和隔離的功能，這對要求在ups輸入、輸出必須接地的場合變則用它不可。當(dāng)然，那些無輸出隔離變壓器的產(chǎn)品一般都可作為選件另外賣給用戶，不過這樣以來，在價格上就缺乏競爭力了。和ups形影不離的蓄電池又何嘗不是如此呢！品牌之多可與ups比美。這二者的關(guān)系如何呢？往往有的用戶被ups的“原裝”電池中的“原裝”所迷惑，實(shí)際上這里的“原裝”二字系指隨ups一起第一次配套的電池。蓄電池對ups而言只有好壞之分，而不是非用某一牌子的產(chǎn)品不可，這一點(diǎn)在下面將詳細(xì)討論。
若想充分發(fā)揮ups的功能，當(dāng)然質(zhì)量好的ups和電池是基礎(chǔ)，但若用好ups就必須了解一些基本的應(yīng)用知識方能收到事半功倍的效果。下面就幾個問題進(jìn)行討論。
雙路供電、漏電開關(guān)和參數(shù)穩(wěn)壓器

一、雙路供電

　　一般ups都有一個旁路(by-pass),在用單路市電供電時，可將圖一中的1,2兩點(diǎn)連接。也可將第二路市電接到by-pass上，但這種接法有一個弊端，即不論哪一路市電斷電都會造成ups由電池供電。
眾所周知，逆變器在工作時要和市電同步(跟蹤)，這里所說的市電是by-pass上的市電。即逆變器永遠(yuǎn)跟蹤by-pass。在雙路供電的情況下，例如第一路市電接在1端，第二路市電接在2端。當(dāng)?shù)谝宦肥须姰惓r（如斷電），這時整流器失壓，逆變器只能從電池btt中取能量繼續(xù)向負(fù)載供電，這是電池放電的第一種情況；當(dāng)?shù)诙肥须姅嚯姇r，盡管這時第一路市電尚在，但由于逆變器失去了跟蹤目標(biāo)，就認(rèn)為市電停電，改由電池 供電。以上的電路連接方法對ups工作不利。
理想的方法是：將兩路市電送往配電柜，在配電柜中進(jìn)行切換，變換為用一路市電向ups供電(這種切換是很容易的)，這樣以來，情況就大不一樣了：只要有一路市電正常供電，ups就不會動用電池的能量。

二 漏電開關(guān)
　　
　　目前的傳統(tǒng)式ups，一般在5kva以上(有的從1kva開始)就直接對輸入交流市電進(jìn)行整流，在無功率因數(shù)補(bǔ)嘗的的情況下，就會在傳輸線中造成嚴(yán)重的諧波干擾，尤其用可控硅整流的情況下，干擾更甚，這是一般ups的通病。漏電保護(hù)開關(guān)的動作原理是：在一個鐵芯上有兩個組：一個輸入電流繞組和一個輸出電流繞組，當(dāng)無漏電時，輸入電流和輸出電流相等，在鐵芯上二磁通的矢量和為零，就不會在第三個繞組上感應(yīng)出電勢，否則第三繞組上就會感應(yīng)電壓形成，經(jīng)放大去推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使開關(guān)跳閘。
在上述ups前面加漏電保護(hù)開關(guān)，盡管ups無漏電現(xiàn)象，但由于各次諧波在鐵芯中形成的磁通矢量和由于鐵芯的磁滯作用而不能為零，于是就出現(xiàn)了類似漏電的假象，使漏電保護(hù)器頻繁跳閘。
由于上述整流器的這種諧波，對參數(shù)穩(wěn)壓器和發(fā)電機(jī)尤其是這些設(shè)備的容量與ups相近時，會使ups