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F10輔助開關它主要體現在以下三個方面： 　　(一)F10輔助開關為各類用電設備提供後備電源，以避免突然斷電給收費車道監控中心的各類設備造成損害，引起數據丟失與出錯，影響正常的收費秩序； 　　(二)F10輔助開關可以消除供電系統中發生的諸如浪涌、諧波干擾、頻率漂移、波形斷續、電壓太高或太低等現象，改良電源質量，使網絡中各類設備的電子元部件免受破坏性損害； 　　(三)UPS還可以抑制電網中其他用電設備發生的諸如高頻信號等雜波，以免除因雜波造成數據傳輸失效等故障，提高網絡的靠得住性。 　　2、F10輔助開關UPS的分類與選型 　　當前手藝成熟並已形成產品的各類UPS，就其主電路F10輔助開關結構和不斷電供電運行機制來看，主要有四大類： 後備式、在線互動式、雙逆變在線式、雙逆變電壓抵償在線式(delta逆變器)。 　　(一) 後備式 　　後備式是靜止式UPS的最初形式，因為應用得早，用得普遍，F10輔助開關因而手藝和產品都是很成熟的，電路各環節的功能為：圖1（略） 　　圖1後備式 　　充電器：市電存在時，對蓄電池充電並浮充，如果是長延時UPS，就要求它有較強的充電能力，或外加相應容量的附加充電器。 　　DC-AC逆變器：市電存在時，逆變器不工作；市電失落電時，由它將直流電壓(電池供給)釀成適合負載要求的交換電壓，電壓波形有方波、准方波、正弦波三種形式。 　　輸出轉換開關：市電存在時，接通輸入電源向負載供電；市電失落電時，斷開電網，接通逆變器，繼續向負載供電。 智能調壓：市電存在時，可調度穩定輸出電壓。 　　後備式UPS的性能特點是： 　　當市電存在時，效率高，可達98%以上；輸入功率因數和輸入電流諧波取決于負載電流，UPS自己不 發生附加輸入功率因數協調波電流失真；輸出能力強，對負載電流波峰係數、浪涌電流係數、輸出功率因數、過載等沒有嚴格地限制；輸出電壓穩定精度差，但能滿足負載要求；整機要靠附加濾波電路提高UPS雙向抗干擾功能；市電失落電時，輸出有轉換時間,一般可做到4ms左右,足以F10輔助開關滿足負載要求；電路簡單，成本低，靠得住性高； 由於輸出有轉換開關，受切換電流能力和動作時間的限制，UPS輸出功率做大有一定困難，當前面市的後備式UPS多在2KVA以下。 　　(二) 在線互動式 　　在線含義是逆變器處於熱備份狀態，同時統籌了對電池充電的功能，提高了後備式UPS的功率容量，減小了市電失落電時的轉換時間，提高了對輸出電壓的濾波作用。電路各環節的功能如下：圖2（略） 　　圖2互動式 　　輸入開關：當市電失落電時(指電網失壓)，斷開開關，F10輔助開關避免逆變器向電網饋電。 　　智能調壓：市電存在時，可調度穩定輸出電壓。 　　DC/AC逆變器：此逆變器可雙向逆變，當市電存在時，逆變標的目的是AC- DC, 給電池充電並浮充；市電失落電后，逆變標的目的為DC-AC，由電池供電，連結UPS繼續向負載供電。 　　在線互動式UPS的性能特點是： 　　當市電存在時，效率高，可達98%以上；輸入功率因數和輸入電流諧波成分取決于負載 電流，UPS自己不發生附加輸入功率因數協調波電流失真；輸出能力強，對負載電流峰值係數、浪涌電流係數、輸出功率 因數、過載等沒有嚴格地限制；輸出電壓穩定精度差，但能滿足負載要求；因為逆變器直接接在輸出端，而且處在熱備份狀況，對輸出電壓尖峰干擾有濾波作F10輔助開關用；市電失落電時，因為輸入開關存在開斷時間，至使UPS輸出仍有轉換時間，但比後備式要小；電路更簡單，成本低，靠得住性高；逆變器同時有充電功能，省失落了後備式UPS的附加充電器，其充電能力要比附加充電器強的多，當要求長延時供電時，無須再增加機外充電設備；由於逆變器與輸出直接接在一起，沒有轉換開關的限制，所以輸出功率可提高到5-10KVA。 　　(三) 雙逆變在線式 　　當前，絕大大都在線式，特別是大功率在線式UPS，大都採取了雙逆變電路結構，電路各環節功能如下：(圖3)（略） 　　圖3雙逆變在線式 　　逆變器(Ⅰ)：該逆變器為AC-DC單向逆變，當市電存在時，它完成對電池的充電，並通過逆變器(Ⅱ)向負載供電，該逆變器多為整流或可控整流電路；  　　逆變器(Ⅱ)：該逆變器為DC-AC單向逆變，當市電存在時，它由逆變(Ⅰ)取得功率后再送到輸出端，並包管向負載提供高質量的電源；當市電失落電時，由電池通過逆變器(Ⅱ)向負載供電； 　　旁路開關：平時處在斷開狀態，當逆變電路發生故障，或當負載有衝擊性(例如啟動負載時)或故障過載時，逆變器停止輸出，旁路開關接通，由電網直接向負載供電，旁路開關多為智能型的功率容量很強的無觸點開關。 　　雙逆變在線式UPS的性能特點如下： 　　因為不管市電有無，負載的全部功率都由逆變器給出，所以可以向負載提供高質量F10輔助開關的電源，例如輸出電壓穩定精度、頻率穩定度、輸出電壓動態響應、波形失真度等指標，都是比較高的；市電失落電時，輸出電壓不受任何影響，沒有轉換時間；因為無論市電有無，全部負載功率都由逆變器供出，UPS的功率余量有限，輸出能力不睬想，所以對負載提出限制條件，例如輸出電流峰值係數(一般只達到3:1)、過載能力、輸出功率因數(一般為0.8)、輸出有功功率小於標定的KVA數，應付衝擊性負載的能力等。 　　(四) 雙逆變電F10輔助開關壓抵償在線式 　　該手藝是由美國APC Silcon首先提出並在三相大功率UPS中形成產品的，同樣是雙逆變電路結構，同樣是在線工作，可是，由於它成功地把交換穩壓手藝中的電壓抵償原理用到了UPS的主電路中，相對雙逆變在線式UPS，Silcon系列大功率UPS在適應電網情況而且不干擾破坏電網、在輸出能力和靠得住性等多項UPS主要指標方面都有了新的突破。APC Silcon稱此電路結構為Delta逆變手藝。各環節的功能如下：圖4（略） 　　圖4雙逆變電壓抵償在線式 　　逆變器(Ⅰ)：它是一組DC/AC和AC/DC雙向逆變器，它的輸出變壓器(高頻)的付邊串連在UPS主電路中，其功能有三個： 　　第一：對UPS輸入端進行輸入功率因F10輔助開關數抵償，並抑制輸入電流諧波；第二：與逆變(Ⅱ)一起，完成對輸入電壓的抵償，當輸入電壓高于輸出 電壓額定值時，逆變器(Ⅰ)吸收功率，反極性抵償輸入輸出電壓的差值，當輸入電壓低於輸出電壓額定值時，逆變器(Ⅰ)輸出功率，正極性抵償輸入輸出電壓的差值；第三：與逆變器(Ⅱ)一起完成對電池的充電和浮充功能。 　　逆變器(Ⅱ)：該逆變器同樣是DC-AC和AC-DC雙向逆變器，它的功能有四個： 　　第一：同逆變器(Ⅰ)一起，完成對輸入輸出電壓差值的抵償；第二：同逆變器(Ⅰ)一起完成對電池的充電和電壓浮充功能；第三：隨時監測輸出電壓，包管輸出電壓的穩定，對輸出電壓波形失真和輸出電流諧波成分進行抵償，使其不對電網發生影響；第四：當市電失落電時，全部輸出功率由逆變器(Ⅱ)給出，而且包管輸出電壓不中斷，轉換時間為零。 　　雙逆變電壓抵償在線式的性能特點如下： 　　因為逆變器(Ⅱ)隨時監督控制輸出電壓，並通過逆變(Ⅰ)介入主迴路電壓的調劑，所以不管市電有無，都可以向負載提供高質量的電源，例如輸出電壓穩定度、頻率穩定度、輸出電壓動態響應、波形失真等指標，都是比較高的。市電失落電時，輸出電壓不受響應，沒有轉換時間。而且，當負載電流發生畸變時，也由逆變器(Ⅱ)調劑抵償失落，所以是典型的在線工作體例。當市電存在時，逆變器(Ⅰ)和(Ⅱ)只對輸入電壓與輸出電壓的差值進行調劑和抵償，逆變器承擔的最大功率(當輸入電壓處於上限和下限時)僅為輸出功率的20%(相當于輸入電壓轉變範圍)，所以功率強度很小(1/5)，功率余量大，這就大大增強了UPS的輸出能力，與雙逆變在線式相比，過載能力增強(200%,1分鐘)，不再對負載電流波峰係數予以限制，可自在地對衝擊性負載，不再對負載功率因數進行限制，輸出有功功率可以等於標定的KVA值。逆變器(Ⅰ)同時完成了對輸入真個功率因數校正功能，使輸入功率因數等於1，輸入諧波電流降到3%以下。在市電存在時，由於兩個逆變器承擔的最大功率僅為輸出功率的1/5，所以整機效率在很大的功率範圍內都可達到96%。在市電存在的情況下(UPS連續運行時間的99%是有市電的)，逆變器功率強度僅為設計值(逆變器Ⅱ)的1/5，所以元器件乃至整機的壽命和靠得住性必定大幅度提高。  　　三、四種電路結構UPS的性能特點 　　由於UPS功能概念發生了轉變,對UPS硬件手藝提出更高的要求,這種要求可用"實用、靠得住"四個字來概括，換句話說，目前的UPS的各類性能指標，雖然根基上可以滿足作用者的要求，但還有良多侷限性和不足之處。 　　下面的幾種傾向和不雅觀點是值得研製生產者和使用者注意的： 　　(一)不該該過度追求對常規指標的高尺度要求 　　所謂常規指標，是指諸如輸出電壓穩定精度、失真度、頻率穩定精度、相差(三相)、電壓平衡度(三相)、轉換時間(後備式UPS以及在線式向旁路轉換)、動態響應等，這些指標代表了UPS輸出電壓的質量。事F10輔助開關實上，當前各品牌的UPS在這些指標方面都已達到了很高的尺度，對滿足負載的要求來說，已綽綽有餘，這些常規指標是供電設備輸電電壓指標性能必須具有但其實不尖刻的條件，當前一些UPS廠家多以這些指標的高尺度作為自己品牌的UPS的質量標記，而用戶也經常以這些規格指標的優劣作為評價和決定是否選購的條件。 　　(二)不該該輕視甚至輕忽對UPS輸出能力和靠得住性的考查 　　UPS作為一級供電設備，首先要求它在複雜的電網情況下能正常投入運行，而且不對電網造成干擾和破坏；二是要全面的改良電網質量；三是要考查它的輸出能力和靠得住性。特別是第一點和第三點，當前的UPS還有良多不足之處。對電網情F10輔助開關況，輸入電壓可變範圍不敷，(例如±15%)不克不及適應我國電網電壓變動幅度較大的實際情況，UPS輸入功率因數低(例如0.8左右)，輸入電流諧波大(≥10%)，對電網電壓有干擾和破坏作用，至於輸出能力，存在的侷限更明顯，與真正的電網供電能力相比要差良多，例如對特殊負載，諸如強容性負載，強感性負載，非週期性衝擊負載，週期性衝擊負載，負載故障乃至人為誤操作故障所造成的對UPS輸出的破坏性威脅。如果直接用電網供電，電網容量以及配電部件(變壓器、開關、保險等)是可以承受的。而用UPS供電則沒有掌控，事實上，UPS往往是在啟動曆程和上述特殊負載和故障中損坏的。在使用中，使用者要用前級附加F10輔助開關交換穩壓設備解決UPS(特別是大功率UPS)允許電網電壓轉變範圍不敷大的問題，至於輸入功率因數低協調波電流大，只能無可奈何的任其存在了。在輸出能力方面，UPS廠家對負載提出了種種限制，例如輸出電流峰值係數(一般不克不及跨越3:1)、非週期性衝擊負載(增加UPS配電容量)、負載功率因數(一般在0.8左右，使UPS標定的KVA≠KW)等，同真實的電網相比，這些限制是不該該有的，這些限制反應了UPS輸入輸出能力的侷限性，應該說，輸出能力和靠得住性纔是UPS硬件手藝最關頭的指標。 　　(三)關於轉換時間的問題 　　用戶錯認為在線式UPS沒有轉換時間，沒有轉換時間的UPS的性能就頭角崢嶸。這是一種偏見，請看下面兩個事實： 　　第一：後備式UPS只在市電失落電一種情況下存在轉換時間，而在F10輔助開關線式UPS不但在逆變器故障時存在逆變——旁路的轉換時間，由於逆變器輸出能力有侷限，當負載故障、過載和啟動時(存在衝擊電流)也存在向旁路的轉換時間。 　　第二：當負載輸入端存在整流濾波電路(例如計較機)時，負載輸入電流只在正弦波電壓峰值時存在，電流脈衝寬度只有3-4ms(與負載量及電路參數有關)，也就是說, 每10ms期間，就有6-7ms是斷電的，每秒鐘要斷電100次，從這個意義上看，不中斷電源是不存在的，或說是不需要的。問題在於UPS轉換時間的大小，一般計較機輸入整流濾波電路的貯能可維持負載供電的時間為几十毫秒。而目前後備式UPS的轉換時間都能控制在4ms以下，對負載根基上不造成任何影響。 　　(四)關於UPS的輸入功率因數和輸入電流諧波 　　雙逆變在線式UPS，其AC/DC逆變器多為整流濾波電路，它的輸入功率因數低，一般只在0.8左右，輸入電流諧波大，可達30%，加專門濾波法子后，也僅能降到10%。輸入功率因數低，意味着輸入無功功率大，輸入諧波電流則干擾破坏電網，特別是三相大功率UPS。這兩項指標的危害很大，形成所謂的電力公害，使由同一電網供電的變壓器、電念頭、電容器等發生附加諧波損耗、過熱、加快絕緣老化；引起異步電念頭轉矩下降，振動加重，噪聲增大；引起繼電器和自動裝置誤動作；高次諧波對通訊線路、丈量儀器發生輻射干擾；影響電能計量的精度等。所以，UPS的輸入功率因數和輸入諧波電流應被視為重要性能指標之一，應該把輸入功率因數>0.95，輸入電流諧波<5%，作為判定UPS性能指標是否合格的尺度之一。 　　(五)關於UPS的頻率穩定度 　　UPS的輸出的常規指標中有頻率穩定精度一項，特別是雙逆變在線式UPS，把此指標標定為<±1%(甚至是0.1)，但這只是在市電失落電后由電池供電時的情況，UPS萬分之九十九的時間是在有市電的情況下運行時，此時UPS無頻率穩定可言。在線式UPS為避免由逆變器轉旁路時因逆變器輸出短路而損坏，在正常運行時，要求逆變器工作頻率和相位都是要跟蹤輸入電網電壓的，所以標識UPS頻率穩定的高指標底子沒有意義。 　　(六)關於效率與靠得住性 　　UPS的工作效率高時，意味着節流電能，是綠色電源的標識之一。但還應該注意到效率與靠得住性是密切相關的，效率高意味着電路手藝先進，元器件選用得好，意味着功率器件功率損耗小，功率強度小，溫度低，這必定會增強元器件乃至整機的壽命和靠得住性。 　　(七)輸出能力與靠得住性 　　輸出功率因數、輸出電流波峰係數、輸出過載能力、輸出不服衡負載的能力等指標，直接反應了UPS的輸出能力，對這些指標的限制，說明瞭UPS輸出能力的侷限性和懦弱的一面，雖然在配置UPS容量時盡可使負載量滿足UPS的要求，甚至留出很大的余量，但這些指標卻直接反應了UPS的靠得住性。過載能力強的，允許輸出電流波峰係數高的，對負載功率因數限制小的，在同樣電網情況和負載條件運行，其靠得住性必定高，這是毋容置疑的事理。 　　高速公路電機系統的設備供電採取相對集中的供電體例，在數個收費站及處事區設供電中心，集中向該中心四週的設備供電，供電F10輔助開關中心取電于處所用電甚至是農村用電，電力的靠得住性及電源質量較差，而收費系統和監控中心、分中心及各通信站，屬於一類負荷，不容許停電，而且設備對電源質量還有較高的要求，這就決定在UPS選型時必須選用在線式UPS而且是雙逆變在線式UPS。 　　在UPS中，蓄電池對確保其輸出的穩定靠得住起着十分關頭的作用，在市電中斷時，UPS將蓄電池的電能提供給用電設備使用，以包管系統的延續運行，蓄電池的容量就決定了UPS能延續不中斷供電的時間，目前，UPS電源普遍採取密封免維護式蓄電池，其成本較高，一般占UPS電源總成本的20%—25%，而有的長延時UPS電源，其蓄電池的成本甚至跨越了主機，可見對UPS蓄電池容量的確定是UPS配置不成輕忽的問題。 　　高速公路電機系統的供電一般都使用柴油發電機作為備用電源，在市電中斷後啟用柴油發電機對系統進行延續供電，從市電中斷到柴油發電機啟F10輔助開關動后正常供電的距離時間，即是所配置UPS中蓄電池應不中斷供電時間，一般都要求所配蓄電池能提供F10輔助開關電能給系統工作半個小時到一個小時。