众所周知,UPS的产生是应计算机的使用需要而出现的。因为计算机在使用时,一旦电源出现非正常中断将极有可能造成计算机硬件的损坏,程序的混乱、数据的丢失等让人感到唏叹。如何应对电源出现的非正常中断,这一点至关重要。因而,适应计算机的特点要求而生产的UPS,其特性就是要适应计算机的使用特点。
以往计算机的电源多采用的是整流稳压型(二极管整流再并联电容稳压),现在也大都如此。这种负载是非线性的,所以UPS所要应对的负载就是这种整流稳压型的非线性负载。如果这种非线性负载用线性等效电路来代替,其功率因数约为0.7左右,而且一般等效电流滞后电压是电感性的,极少时也呈现为电容性的。因此小型UPS就都把自己的负载功率因数定位感性0.7,以适应其所带负载为仅是数量不多的小型计算机的要求。大型UPS要适应大型计算机系统的使用要求之外,还要考虑磁盘机、磁带机、绘图仪等众多的计算机输出输入辅助设备的使用要求。由于上述设备的功率因数大多为感性0.8左右,因此大型UPS也把自己的输出功率因数定为感性0.8。以上就是UPS过去以及现在的负载功率因数定为0.7或0.8的原因。
现在计算机的电源有所改进,功率因数朝着0.9或1发展,所以UPS也出现0.9的负载功率因数。但不管怎样,UPS所带的负载都是非线性的,因而UPS就成为按照非线性负载特性来设计其逆变功能的功率器件。
通信行业是使用UPS比较晚的一个行业。因为以前通信行业所使用的设备主要是交换机,其电源为直流,由电池组供电,所以一般情况下没有停电的问题。随着近年来数字化的引入和互联网的应用,通信行业应用了大量的服务器,为了保证通信业的可靠运行,这就必须使用UPS。
通信行业使用UPS到底应该用通用型UPS,还是应该用通信用型UPS,通用UPS与通信用UPS有什么不同,为什么会产生通用UPS与通信用UPS的区分呢?这是我们需要探讨的问题。
有一种说法:不同类型的UPS要分别适用于不同的负载。这种说法的关键是:因为负载不同,也就需要不同的UPS。那么什么性质的负载需用什么性质的UPS呢?按照这种说法有二类:一类是上面讲的计算机及其系统的负载,就像上面我们讲的是非线性负载。不仅是通信行业,还包括其他行业:如银行、航空、航天、交通、金融、石油、化工……几乎个个行业都在使用UPS。大型的数据中心到处可见。把这么多行业使用的UPS都称之为通信用UPS认识也太狭窄了。
所谓另一类UPS是适用于电感性负载的,也就是通用型UPS。理由是通信用UPS不考虑用于电感性负载。但是,通信局站中还有些UPS的负载是电感性负载。应用最普遍的是(感应式)异步电动机,例如:大型计算机的硬盘驱动器、空调、水泵、电梯等应该选用能用于电感性负载的UPS。
首先说空调、水泵、电梯等这些电气设备根本不需要不停电电源。有时为防止长时间停电可以用紧急电源(Emergency Power Supply)。市电停电时可以自动转换到EPS供电,转换时间很短。简单、可靠、方便、便宜。大型UPS系统本身就有双路市电供电,一路供电、一路备用。停电时用自动切换设备ATS切换到备用电源上。有的大型UPS系统,还备有柴油发电机,可靠性更高。所以说空调、水泵、电梯等动力设备根本不需要再增加不间断电源,就足以保证其供电的可靠性,这是大家都知道的事情。如果按照这两类UPS的说法,那么在计算机房不仅要装计算机用的UPS,还要装动力用的UPS。千百个通信机局站有过这种实例吗?
我们还要注意解释这两种UPS的不同之处需要理由的充分支持。第一种通信用UPS,只说了带非线性负载。第二种通用UPS又分为三类不同的通用UPS类型.第一类称之为输出简单的。只说了带纯阻性负载。难道前者就不能带纯阻性负载吗?后者就不能带非线性负载吗?二者的结构特点又有什么不同呢?
在解释过程中,说可以略去逆变器的滤波电容中的高频电流的影响,这是可以理解的、是正确的。但是因为电容两端就是输出电压。电容电路中就流有恒定的工频的电容电流。但是不知为什么把滤波电容中的工频电流也略去了,造成负载电流直接进入逆变器,二者相同了。这是不应有的错误。滤波电容中流有高频电流,同时也流有工频电流,这是不容抹杀的事实。
解释中称之第二种感性负载用的UPS为“优化”UPS。就是在输出端滤波电容旁,再并联一些电容。其大小由UPS的额定容量的无功功率分量的数值确定,称之为补偿电容。其目的是为了与负载的电感相补偿。这是多年前就有的一个说法,其目的是为了推崇另一种结构的UPS,故意贬低双变换UPS而“制造”出来的。对这个问题早有很多评论,根本就没有这种UPS,此处就不再多说。因为这种“优化”UPS的带纯阻性负载的能力很差,后面就又出现了第三种感性负载用的UPS。称之为“折中”UPS,就是减小补偿电容,增强点带纯阻性负载的能力。不管怎样对于不存在的UPS如何分析改进都是空对空,丝毫没有意义的。我曾介绍过多种UPS的输出能力的图表可做参考。现仅用一种UPS的图形与数据来说明。
