艾默生 UHA1R-0020L

                 關于UPS分為通用型和通信用型的問題

眾所周知,UPS的產生是應計算機的使用需要而出現的。因為計算機在使用時,一旦電源出現非正常中斷將極有可能造成計算機硬件的損壞,程序的混亂、數據的丟失等讓人感到唏嘆。如何應對電源出現的非正常中斷,這一點至關重要。因而,適應計算機的特點要求而生產的UPS,其特性就是要適應計算機的使用特點。

當前在UPS業內有一種說法,就是將UPS分為兩類,一類叫做通用型UPS(也稱之為電感性負載用UPS),另一類叫做通信用型UPS。
  
  眾所周知,UPS的產生是應計算機的使用需要而出現的。因為計算機在使用時,一旦電源出現非正常中斷將極有可能造成計算機硬件的損壞,程序的混亂、數據的丟失等讓人感到唏嘆。如何應對電源出現的非正常中斷,這一點至關重要。因而,適應計算機的特點要求而生產的UPS,其特性就是要適應計算機的使用特點。
  
  以往計算機的電源多采用的是整流穩壓型(二極管整流再并聯電容穩壓),現在也大都如此。這種負載是非線性的,所以UPS所要應對的負載就是這種整流穩壓型的非線性負載。如果這種非線性負載用線性等效電路來代替,其功率因數約為0.7左右,而且一般等效電流滯后電壓是電感性的,極少時也呈現為電容性的。因此小型UPS就都把自己的負載功率因數定位感性0.7,以適應其所帶負載為僅是數量不多的小型計算機的要求。大型UPS要適應大型計算機系統的使用要求之外,還要考慮磁盤機、磁帶機、繪圖儀等眾多的計算機輸出輸入輔助設備的使用要求。由于上述設備的功率因數大多為感性0.8左右,因此大型UPS也把自己的輸出功率因數定為感性0.8。以上就是UPS過去以及現在的負載功率因數定為0.7或0.8的原因。
  
  現在計算機的電源有所改進,功率因數朝著0.9或1發展,所以UPS也出現0.9的負載功率因數。但不管怎樣,UPS所帶的負載都是非線性的,因而UPS就成為按照非線性負載特性來設計其逆變功能的功率器件。
  
  通信行業是使用UPS比較晚的一個行業。因為以前通信行業所使用的設備主要是交換機,其電源為直流,由電池組供電,所以一般情況下沒有停電的問題。隨著近年來數字化的引入和互聯網的應用,通信行業應用了大量的服務器,為了保證通信業的可靠運行,這就必須使用UPS。
  
  通信行業使用UPS到底應該用通用型UPS,還是應該用通信用型UPS,通用UPS與通信用UPS有什么不同,為什么會產生通用UPS與通信用UPS的區分呢?這是我們需要探討的問題。
  
  有一種說法:不同類型的UPS要分別適用于不同的負載。這種說法的關鍵是:因為負載不同,也就需要不同的UPS。那么什么性質的負載需用什么性質的UPS呢?按照這種說法有二類:一類是上面講的計算機及其系統的負載,就像上面我們講的是非線性負載。不僅是通信行業,還包括其他行業:如銀行、航空、航天、交通、金融、石油、化工……幾乎個個行業都在使用UPS。大型的數據中心到處可見。把這么多行業使用的UPS都稱之為通信用UPS認識也太狹窄了。

所謂另一類UPS是適用于電感性負載的,也就是通用型UPS。理由是通信用UPS不考慮用于電感性負載。但是,通信局站中還有些UPS的負載是電感性負載。應用最普遍的是(感應式)異步電動機,例如:大型計算機的硬盤驅動器、空調、水泵、電梯等應該選用能用于電感性負載的UPS。
  
  首先說空調、水泵、電梯等這些電氣設備根本不需要不停電電源。有時為防止長時間停電可以用緊急電源(Emergency Power Supply)。市電停電時可以自動轉換到EPS供電,轉換時間很短。簡單、可靠、方便、便宜。大型UPS系統本身就有雙路市電供電,一路供電、一路備用。停電時用自動切換設備ATS切換到備用電源上。有的大型UPS系統,還備有柴油發電機,可靠性更高。所以說空調、水泵、電梯等動力設備根本不需要再增加不間斷電源,就足以保證其供電的可靠性,這是大家都知道的事情。如果按照這兩類UPS的說法,那么在計算機房不僅要裝計算機用的UPS,還要裝動力用的UPS。千百個通信機局站有過這種實例嗎?
  
  我們還要注意解釋這兩種UPS的不同之處需要理由的充分支持。第一種通信用UPS,只說了帶非線性負載。第二種通用UPS又分為三類不同的通用UPS類型.第一類稱之為輸出簡單的。只說了帶純阻性負載。難道前者就不能帶純阻性負載嗎?后者就不能帶非線性負載嗎?二者的結構特點又有什么不同呢?

在解釋過程中,說可以略去逆變器的濾波電容中的高頻電流的影響,這是可以理解的、是正確的。但是因為電容兩端就是輸出電壓。電容電路中就流有恒定的工頻的電容電流。但是不知為什么把濾波電容中的工頻電流也略去了,造成負載電流直接進入逆變器,二者相同了。這是不應有的錯誤。濾波電容中流有高頻電流,同時也流有工頻電流,這是不容抹殺的事實。
  
  解釋中稱之第二種感性負載用的UPS為“優化”UPS。就是在輸出端濾波電容旁,再并聯一些電容。其大小由UPS的額定容量的無功功率分量的數值確定,稱之為補償電容。其目的是為了與負載的電感相補償。這是多年前就有的一個說法,其目的是為了推崇另一種結構的UPS,故意貶低雙變換UPS而“制造”出來的。對這個問題早有很多評論,根本就沒有這種UPS,此處就不再多說。因為這種“優化”UPS的帶純阻性負載的能力很差,后面就又出現了第三種感性負載用的UPS。稱之為“折中”UPS,就是減小補償電容,增強點帶純阻性負載的能力。不管怎樣對于不存在的UPS如何分析改進都是空對空,絲毫沒有意義的。我曾介紹過多種UPS的輸出能力的圖表可做參考。現僅用一種UPS的圖形與數據來說明。
  
  上圖為AEG公司生產的3、4、5系列UPS輸出能力的圖表。橫坐標為負載的功率因數,1的右側為感性負載(包括由正弦波代替呈感性的非線性負載),左側為容性負載(包括由正弦波代替呈容性的非線性負載)。縱坐標為帶載能力與額定值之比的百分數。UPS的負載功率因數為0.8。由圖可知,UPS帶感性負載的能力比較強,帶容性負載的能力差。當負載的功率因數為1時,即帶純阻性負載,則可帶額定功率的80%,即額定的輸出有功功率值。
  
  通過這些圖形和數據,可以看出一般UPS輸出部分的工作狀況和特征,進而有一個正確全面的認識。

   總之,沒有通用UPS與通信用UPS的區別。UPS就是為計算機及其系統使用的,UPS能夠帶非線性負載,也能帶線性負載;可以帶感性負載,也可以帶容性負載。但具體能力的大小,就由每一種UPS的設計特性來決定了。現在市場上的UPS,還沒有一個廠家生產的是所謂的通用UPS,也沒有一家說自己是專為通信用的UPS,也沒有一家生產的UPS不能用于通信行業,也沒有人能夠指出哪個品牌UPS是通用的,哪個是通信用的,各廠家生產的UPS基本結構都是一樣的。