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图1给出了传统UPS的典型架构和工作状态。从图1可以看出传统UPS是如何工作的,必然存在的固有问题,已经做过的和正在做的技术改进或补救措施。



(1) 传统UPS供电系统结构的特点
①具有不停电供电功能的UPS设备配置在交流供电系统中;
②选用直流电池做备用能源,电池需要AC/DC变换充电和DC/AC变换供电;
③能源多次变换:UPS设备AC/DC和DC/AC两次变换,还包括IT设备内部开关电源的AC/DC和DC/DC两次变换;
④两个谐波电流源:UPS设备AC/DC变换和IT设备开关电源AC/DC变换;
⑤交流输入能源和备用能源(电池)都要经过UPS向负载供电,其供电可靠性取决于UPS系统可靠性;
⑥系统复杂,维护难度大,存在多环节串联形成单路径故障点,可靠性差。
(2) 当前的技术发展状况
从当前用户关注的焦点和UPS厂家技术改进的重点来看,要解决的问题和技术措施归纳起来有以下三点:
① 提高系统可用性
•提高设备可靠性;
•增大成本,对设备采用冗余配置,使其有容错功能;
•对系统采用双总线冗余配置,不但UPS有容错功能,还可Zui大限度地减少整个系统的单路径故障点;
•配置模块化UPS,有冗余功能,并大幅度降低故障修复时间;
•提高设备智能监测和管理功能,便于维护,提前消除潜在的故障隐患;
•采用集成化系统设计,解决系统中各类设备阻抗和连接方式的匹配问题,提高系统集中管理功能,并Zui大限度地减少安装和维护中的人为错误。
②抑制系统中谐波电流的产生及其治理问题
•加大零线规格和前端设备(变压器、油机、配电开关、转换开关等)容量,以便降低谐波电流的影响;
•6脉冲整流前加5次无源滤波器,PF=0.9,THD≤20%;
•输入改为12脉冲整流+11次无源滤波器,PF=0.95,THD≤10%;
•6脉冲整流前加有源滤波器,输入电流成正弦波,PF=0.99,THD≤5%;
•输入改为PFC高频整流,PF=0.99,THD≤5%;
•要求负载(IT设备)输入开关电源采用PFC整流。