UPS系統(tǒng)的幾種測試
測試UPS的目的,主要是鑒定UPS的實際技術(shù)指標(biāo)能否滿足使用要求。UPS的測試一般包括穩(wěn)態(tài)測試和動態(tài)測試兩類。穩(wěn)態(tài)測試是在空載、50%額定負(fù)載以及100%額定負(fù)載條件下,測試輸入、輸出端的各相電壓、線電壓、空載損耗、功率因數(shù)、效率、輸出電壓波形、失真度及輸出電壓的頻率等。動態(tài)測試一般是在負(fù)載突變(一般選擇負(fù)載由0%—100%和由100%-0%)時,測試UPS輸出電壓波形的變化,以檢驗UPS的動態(tài)特性和能量反饋通路。 一、穩(wěn)態(tài)測試 所謂穩(wěn)態(tài)測試是指設(shè)備進(jìn)入“系統(tǒng)正常”狀態(tài)時的測試,一般可測波形、頻率和電壓。
1.波形 一般是在空載和滿載狀態(tài)時,觀測波形是否正常,用失真度測量儀,測量輸出電壓波形的失真度。在正常工作條件下,接電阻性負(fù)載,用失真度測量儀測量輸出電壓波形總諧波相對含量,應(yīng)符合產(chǎn)品規(guī)定的要求,一般小于5%。
; 2.頻率 一般可用示波器觀測輸出電壓的頻率和用“電源擾動分析儀”進(jìn)行測量。目前UPS的輸出電壓頻 率一般都能滿足要求。但當(dāng)UPS的頻率電路,本機(jī)振蕩器不夠精確時,也有可能在市電頻率不穩(wěn)定時,UPS輸出電壓的頻率也跟著變化。UPS輸出頻率的精度一般在與市電同步時,能達(dá)到±0.2%?!? 3.輸出電壓 UPS的輸出電壓可以通過以下方法進(jìn)行測試判斷: (1)當(dāng)輸入電壓為額定電壓的90%,而輸出負(fù)載為100%或輸入電壓為額定電壓的110%,輸出負(fù)載為0時,其輸出電壓應(yīng)保持在額定值±3%的范圍內(nèi)。
(2)當(dāng)輸入電壓為額定電壓的90%或110%時,輸出電壓一相為空載,另外兩相為100%額定負(fù)載或者兩相為空載,另一相為100%負(fù)載時,其輸出電壓應(yīng)保持在額定值±3%的范圍內(nèi),其相位差應(yīng)保持在4°范圍內(nèi)?!? 要在不平衡負(fù)載情況下,使負(fù)載電壓的幅值和相位,保持在允許范圍內(nèi),逆變器的設(shè)計就必須做到每相都能單獨調(diào)整。在對每一相電壓的幅值和相位分別控制的情況下,可以做到三相負(fù)載電壓始終是對稱的。有的UPS不是每相都能單獨調(diào)整,所以,當(dāng)接單相負(fù)載時,輸出電壓就會出現(xiàn)明顯的不平衡。對于這類UPS,就不能進(jìn)行此種測試,使用時,也必須使三相負(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,另一相為額定負(fù)載的條件較為嚴(yán)酷,有的機(jī)器是在不平衡負(fù)載為兩相為額定負(fù)載,另一相為70%的額定負(fù)載或者一相為額定負(fù)載,另兩相為70%的額定負(fù)載條件下來測試輸出電壓(各相電壓,線電壓)的穩(wěn)壓精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土15%,輸出負(fù)載為0%—100%變化時,其輸出電壓值應(yīng)保 持在額定電壓值±3%范圍內(nèi)。這一指標(biāo)表面上與前面所述指標(biāo)重復(fù),但實際上它比前面的指標(biāo)要求更高。這是因為控制系統(tǒng)的輸人信號在大范圍內(nèi)變化時,表現(xiàn)出明顯的非線性特性,要使輸出電壓不超出允許范圍,對電路要求就更高了。
4.效率 UPS的效率可以通過測量UPS的輸出功率與輸入功率求得。UPS的效率主要決定于逆變器的設(shè)計。大多數(shù)UPS只有在50%—100%負(fù)載時才有比較高的效率,當(dāng)?shù)陀?0%負(fù)載時,其效率就急劇下降。廠家提供的效率指標(biāo)也多是在額定直流電壓,額定負(fù)載(cosφ=0.8)條件下的效率。用戶選型時最好選取效率與輸出功率的關(guān)系曲線和直流電壓變化±15%時的效率?!? 效率等于輸出有功功率比輸入有功功率再乘以100%,輸入功率不包含蓄電池的充電功率。測試是在正常條件下,負(fù)載為100%或50%的阻性負(fù)載情況下測量。從經(jīng)濟(jì)角度講,機(jī)器的效率高,可以節(jié)省電費,選用容量時,其裕量系數(shù)也可以減小些。
二、動態(tài)測試 1.突加或突減負(fù)載測試
先用“電源擾動分析儀”測量空載、穩(wěn)態(tài)時的相電壓與頻率,然后突加負(fù)載由0%至100%或突減負(fù)載由100%至0%,若UPS輸出瞬變電壓在—8%—+10%之間(可依具體機(jī)型的該項指標(biāo)而定),且在20ms內(nèi)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài),則此UPS該項指標(biāo)合格;若UPS輸出瞬變電壓超出此范圍時,就會產(chǎn)生較大的浪涌電流,無論對負(fù)載還是對UPS本身都是極為不利的,則該種UPS就不宜選用?!?.轉(zhuǎn)換特性測試
此項主要測試由逆變器供電轉(zhuǎn)換到市電供電或由市電供電轉(zhuǎn)換到逆變器供電時的轉(zhuǎn)換特性。測試時需有存儲示波器和能模擬市電變化的調(diào)壓器?!∞D(zhuǎn)換試驗要在100%負(fù)載下進(jìn)行,特別是由市電轉(zhuǎn)換到UPS上時,相當(dāng)于UPS的逆變器突然加載,輸出波形可能在1~2周期內(nèi)有±10%的變化。切換時間就是
負(fù)載的斷電時間。此項測試是檢測轉(zhuǎn)換時供電有無斷點,如有斷點,且斷點超過20ms就會造成信號丟失。在線式UPS一般不會有斷點,但其波形幅值會有瞬時變化,要求在半周期內(nèi)消失。另外,因為UPS在市電正常時,逆變器工作頻率是跟蹤市電頻率的,一旦市電中斷,逆變器頻率完全由控制電路的本機(jī)振蕩器來控制,這一突然變化是隨機(jī)性的,它與市電中斷前的瞬間狀態(tài)和本機(jī)振蕩器的狀態(tài)有關(guān),這種頻率控制的瞬態(tài)變化,可能造成輸出頻率變化達(dá)30%,很多負(fù)載無法適應(yīng)這一變化。
三、其他常規(guī)測試 1.過載測試 過載特性是用戶極為關(guān)心,也是衡量UPS電源的一項重要指標(biāo)。過載測試主要是檢驗UPS整機(jī)的過載能力,保證即使運行中出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象時,UPS也能維持一定時間而不損壞設(shè)備。過載試驗必須按設(shè)備指標(biāo)測試,并且要在25~(2以內(nèi)的室溫下進(jìn)行?!?2.輸入電壓過壓、欠壓保護(hù)測試 按設(shè)備指標(biāo)輸入電壓允許變化范圍進(jìn)行測試,一般UPS允許輸入電壓變化±10%,當(dāng)輸入電壓超過此范圍時應(yīng)報警,并轉(zhuǎn)換到蓄電池供電,整流器自動關(guān)閉,當(dāng)輸入電壓恢復(fù)到額定允許范圍內(nèi)時,設(shè)備應(yīng)自動恢復(fù)運行,即蓄電池自動解除,轉(zhuǎn)為由市電運行。在蓄電池自動投入和解除的過程中,UPS輸出電源波形應(yīng)無變化?!? 注意,此項測試一定要保證接線正確,特別是相序必須接對。另外,有的UPS在市電超出+10%范圍時,只有報警,而無蓄電池自動投入的性能,只有當(dāng)市電低于—10%范圍時,才有蓄電池自動投入的功能。而有的UPS則是在市電超出±10%范圍時,都有蓄電池自動投入的功能,測試時請注意這一點?!? 3.放電測試
放電測試主要是檢驗蓄電池的性能。放電試驗時,一是要記錄放電時間;二是要觀測放電時的輸出電壓波形及放電保護(hù)值;三是要檢查是否有“落后”電池。
放電試驗前必須對蓄電池作連續(xù)24h的不間斷充電。
四、特殊測試 對于一臺UPS來說,進(jìn)行上述三項內(nèi)容的測試就可以了,但真正的驗機(jī)及大批生產(chǎn)或訂貨是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還必須進(jìn)行專項測試。專項測試可用抽樣的方式進(jìn)行,其內(nèi)容有: 1.在額定負(fù)載為超前及滯后兩種情況下,觀測UPS輸出的穩(wěn)壓效果; 2.小負(fù)載條件下的效率測試。在25%-35%的額定負(fù)載(滯后)條件下,質(zhì)量好的UPS,效率可超過80%;
3.頻繁操作試驗。此項試驗包括頻繁起動與頻繁轉(zhuǎn)換?!?(1)頻繁起動的目的在于檢驗?zāi)孀兤?、鎖相環(huán)、靜態(tài)開關(guān)和濾波電容的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。其方法是起動UPS,當(dāng)逆變器起動成功,有輸出電壓和電流,達(dá)到技術(shù)要求后,帶負(fù)載運行。然后減去負(fù)載,停機(jī),再起動UPS,這樣連續(xù)多次?!? (2)頻繁切換試驗,主要是檢測轉(zhuǎn)換時供電有無斷點,在線式UPS是不應(yīng)該出現(xiàn)斷點的。
 
關(guān)鍵詞: UPS系統(tǒng)
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