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％額定負載以及100％額定負載條件下，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)測試一般是在負載突變(一般選擇負載由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)測試是指設備進入“系統(tǒng)正?！睜顟B(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，接電阻性負載，用失真度測量儀測量輸出電壓波形總諧波相對含量，應符合產(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”進行測量。目前UPS的輸出電壓頻 率一般都能滿足要求。但當UPS的頻率電路，本機振蕩器不夠精確時，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，能達到±0．2％?！? 3.輸出電壓　 UPS的輸出電壓可以通過以下方法進行測試判斷：　(1)當輸入電壓為額定電壓的90％，而輸出負載為100％或輸入電壓為額定電壓的110％，輸出負載為0時，其輸出電壓應保持在額定值±3％的范圍內(nèi)。

(2)當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％額定負載或者兩相為空載，另一相為100％負載時，其輸出電壓應保持在額定值±3％的范圍內(nèi)，其相位差應保持在4°范圍內(nèi)?！? 要在不平衡負載情況下，使負載電壓的幅值和相位，保持在允許范圍內(nèi)，逆變器的設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，當接單相負載時，輸出電壓就會出現(xiàn)明顯的不平衡。對于這類UPS，就不能進行此種測試，使用時，也必須使三相負載盡量平衡。

另外，上述的不平衡負載一相為空載，另外兩相為額定負載或者兩相為空載，另一相為額定負載的條件較為嚴酷，有的機器是在不平衡負載為兩相為額定負載，另一相為70%的額定負載或者一相為額定負載，另兩相為70％的額定負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UPS逆變器的輸入直流電壓變化土15％，輸出負載為0％—100％變化時，其輸出電壓值應保 持在額定電壓值±3％范圍內(nèi)。這一指標表面上與前面所述指標重復，但實際上它比前面的指標要求更高。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計。大多數(shù)UPS只有在50％—100％負載時才有比較高的效率，當?shù)陀?0％負載時，其效率就急劇下降。廠家提供的效率指標也多是在額定直流電壓，額定負載(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，負載為100％或50％的阻性負載情況下測量。從經(jīng)濟角度講，機器的效率高，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，然后突加負載由0％至100％或突減負載由100％至0％，若UPS輸出瞬變電壓在—8％—+10％之間(可依具體機型的該項指標而定)，且在20ms內(nèi)恢復到穩(wěn)態(tài)，則此UPS該項指標合格；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，無論對負載還是對UPS本身都是極為不利的，則該種UPS就不宜選用。　2.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。　轉(zhuǎn)換試驗要在100％負載下進行，特別是由市電轉(zhuǎn)換到UPS上時，相當于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振蕩器來控制，這一突然變化是隨機性的，它與市電中斷前的瞬間狀態(tài)和本機振蕩器的狀態(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30％，很多負載無法適應這一變化。

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。過載測試主要是檢驗UPS整機的過載能力，保證即使運行中出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象時，UPS也能維持一定時間而不損壞設備。過載試驗必須按設備指標測試，并且要在25~(2以內(nèi)的室溫下進行?！?2.輸入電壓過壓、欠壓保護測試　 按設備指標輸入電壓允許變化范圍進行測試，一般UPS允許輸入電壓變化±10％，當輸入電壓超過此范圍時應報警，并轉(zhuǎn)換到蓄電池供電，整流器自動關(guān)閉，當輸入電壓恢復到額定允許范圍內(nèi)時，設備應自動恢復運行，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，進行上述三項內(nèi)容的測試就可以了，但真正的驗機及大批生產(chǎn)或訂貨是遠遠不夠的，還必須進行專項測試。專項測試可用抽樣的方式進行，其內(nèi)容有： 1.在額定負載為超前及滯后兩種情況下，觀測UPS輸出的穩(wěn)壓效果；　 2.小負載條件下的效率測試。在25％-35％的額定負載(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逆變器、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，當逆變器起動成功，有輸出電壓和電流，達到技術(shù)要求后，帶負載運行。然后減去負載，停機，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是不應該出現(xiàn)斷點的。

關(guān)鍵詞： UPS系統(tǒng)