山特UPS专为数据处理中心、大型计算机、制造业、通讯业等重要系统设计的大型UPS。采用IGBT功率模块、两次变换真在线技术，双内NCPU设计，保证为负载提供稳压稳频的完美正弦波输出。

●两次变换真在线式工频设计,要配合静态旁路开头,具备完善的过载和故障保护功能.具有隔离变压器,100KVA以上UPS可12脉冲整流,有效抑制了UPS对电网源造成的谐波污染,提高了UPS的输入功率因数。

●逆变器采用IGBT技术的率的设计，可靠性高。

●具有很宽的电压输入范围，减少电池运行机会，延长电池寿命。


●内置双CPU微处理器，采用直接数字信号控制(DDC)及数字信号处理(DSP)等先进技术，全功能智能数字化控制，包括：操作运行、自动关机、实时参数测量显示等。

●配合独立的电池检测包，通过UPS DB9接口，可检测多达四组的单只电池运行参数，实现意义上的电池智能化管理。

●高可靠性、低维护量。内置手动维修旁路开关。其MTBF(平均无故障工作时间)高达20万小时，(平均复时间)仅为l5分钟。

●山特UPS采用先进可靠的控制技术，可提供性能可靠的热备份系统和多达八台的直接并机系统(并机时每台UPS需增加一块并机板，UPS之间连接并机控制线)。提供多种规格，不同后备时间的配套电池柜。

●山特三三UPS技术参数

型号

3C310

3C320

3C330

3C340

3C360

3C380

容量(KVA)

10

20

30

40

60

80

输入

标称电压(VAC)

380V±25％(三相四线)

频率(HZ)

50Hz±10％

逆变输出

相数

3Pha3C+N

标称电压

380V；

峰值因数

3：1

波形

正弦波

电压稳定度

±1％

电压动态响应

±5％

频率

50HZ

频率稳定度

(不同步)50Hz±0.5％
(
同步)50Hz±2％

过载能力

125％，10分钟min
150
％，l分钟min

效率

92％

电池

电池类型

阀控铅酸密封电池

电压

384V

浮充电压

432V

放电电流(A)

25

51

76

101

152

203

旁路状态

结构

静态开关+手动维修旁路

输入相数

3 Pha3C

输入电压范围

±25％

转换时间

0(先合后断)

系统

通讯接口

RS232

环境温度

0℃——40℃

相对湿度

95％不结露

海拔高度

1000m输出标称功率(每升高100m降低l%)，至4000m

1米处噪音

<50dB

尺寸(WXDXH)
单位mm

10-20KVA
470×730×1130

30-40KVA
705×705×1250

60KVA
705×705×1250

80KVA
1100×860×1680

净重量[KG]

178

224

328

380

455

610

 

型号

3C3100

3C3120

3C3160

3C3200

3C3300

3C3400

容量(KVA)

100

120

160

200

300

400

输入

标称电压(VAC)

380V±25％(三相四线)

频率(HZ)

50Hz±10％

逆变输出

相数

3Pha3C+N

标称电压

380V；

峰值因数

3：1

波形

正弦波

电压稳定度

±1％

电压动态响应

±5％

频率

50HZ

频率稳定度

(不同步)50Hz±0.5％
(
同步)50Hz±2％

过载能力

125％，10分钟min
150
％，l分钟min

效率

92％

电池

电池类型

阀控铅酸密封电池

电压

432V

480V

480V

480V

480V

480V

浮充电压

432V

放电电流(A)

253

304

415

515

780

1030

旁路状态

结构

静态开关+手动维修旁路

输入相数

3 Pha3C

输入电压范围

±25％

转换时间

0(先合后断)

系统

通讯接口

RS232

环境温度

0℃——40℃

相对湿度

95％不结露

海拔高度

1000m输出标称功率(每升高100m降低l%)，至4000m

1米处噪音

<50dB

尺寸(WXDXH)
单位mm

100-120KVA
1100×860×1680

160-200KVA
1590×860×1680

300-400KV
1630×1000×1900

净重量[KG]

859

920

1250

1350

2200

2600



   近几年来UPS电源系统在IT行业发挥着越来越重要的作用，被人们誉为计算机信息的保护神。在世界迈进信息时代之后，信息的安全问题已经被人们广泛关注，因此，在这种时代背景中，UPS的发展趋势引起业界的高度重视是顺理成章的。 

电力电子电源产品分为五类： 

第1类：开关电源，包含AC/DC开关电源，DC/DC开关电源，充电器等 

第2类：不间断电源(UPS)，包含ACUPS和DCUPS等。 

第3类：逆变器，包含普通逆变器，LCD背光逆变器，太阳能逆变器等。 

第4类：变频器，包含普通变频器，高压变频器等; 

第5类：其它:如交流稳压电源，中频感应加热电源，高压电源、电力机车电源等; 

UPS电源系统及产品分类： 

UPS电源已从60年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路，并且还在继续发展。UPS电源系统设备技术是指依托先进功率转换技术、数字控制技术、高频开关变换技术、脉宽调制技术、电磁兼容技术、冗余并机技术、智能充放电技术、网络技术、驱动技术和新工艺技术等的一门综合技术。 

UPS电源分类 

目前，UPS电源一般均指静止式UPS电源，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类，按照UPS电源功率的大小和应用领域有以下的分类方式： 

按照UPS功率大小分类： 

UPS电源系统按其应用的功率可分为：大、中、小三个分区类别。 

小功率UPS电源系统定义为：功率小于3kVA的UPS电源产品; 

中等功率UPS电源系统定义为：大于等于3kVA同时小于10kVA的UPS电源产品; 

大功率UPS电源系统定义为：大于或等于10kVA的UPS电源产品。 

从不同的功率段划分UPS产品与技术情况都有： 

功率(P)<3KVA产品：小于3KVA的产品主要包括500VA-2KVA的后备式、互动式UPS，以及1-2KVA的在线式UPS。这一功率段的UPS由于技术门槛比较低，市场竞争激烈，国际知名中除了APC、SANTAK作为主要厂家外，其它厂家是很多国内中小UPS厂家。从国内和国际市场的统计数据看，这部分产品的市场销售额比例一直存在小幅下降的趋势。 

3KVA≤功率(P)<10KVA产品：这一功率段的UPS主要是在线式产品，以及少量的3KVA后备式、互动式产品，涉及的技术相对复杂些，产品的质量控制有一定的难度，除了国外产品外，国内的中大规模的UPS厂家有这一功率段的产品。从国内和国际市场的统计数据看，这部分产品的市场销售额比例相对稳定。 

10KVA≤功率(P)<50KVA产品：这一功率段的UPS是在线式产品，涉及的技术比较复杂，产品的质量控制有相当的难度，除了国外产品外，国内中等以上规模的UPS厂家才有这一功率段的产品。从国内和国际市场的统计数据看，这部分产品的市场销售额比例相对稳定，略有上升。 

功率(P)P≥50KVA产品：这一功率段的UPS是在线式产品，涉及的技术相当复杂，产品的质量控制需要较高的水平和综合实力，除了国外产品外，国内只有极个别的上规模UPS厂家才有这一功率段的产品。从国内和国际市场的统计数据看，这部分产品的市场销售额比例稳步上升。 

按照UPS应用领域分类： 

UPS电源系统按其应用领域可分为：信息设备用UPS电源系统设备和工业动力用UPS电源系统设备二个大类别。 

类信息设备用UPS电源系统设备，主要应用于：信息产业、IT行业、交通、金融行业、航空航天工业等计算机信息系统、通讯系统、数据网络中心等的安全保护问题。UPS电源作为计算机信息系统、通讯系统、数据网络中心等的重要外设，在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定，改进电网质量，防止瞬时停电和事故停电对用户造成的危害等是非常重要的 

第二类工业动力用UPS电源系统设备，主要应用于：工业动力设备行业电力、钢铁、有色金属、煤炭、石油化工、建筑、医药、汽车、食品、军事等领域，作为所有电力自动化工业系统设备、远方执行系统设备、高压断路器的分合闸、继电保护、自动装置、信号装置等的交、直流不间断电源设备，保证工业自动化动力供给的可靠性。工业动力用不间断电源是不间断电源产品中的高端产品，涉及大功率(可能达到兆瓦级)能量变换的电力电子技术、数字化控制技术、交流电源并联冗余技术、有源谐波抑制技术、大功率产品制造技术等，显然，一般的电源企业无法进入该领域，只有已经拥有大功率电力电子技术和系列产品开发、生产、服务能力，并积累相应工业应用经验的企业，才能做好工业动力不间断电源系统的设计、生产、市场服务。 

我国UPS电源市场需求综述 

中国目前的UPS市场十分繁荣，国际知名的基本上都已进入中国，如来自欧洲的梅兰日兰，来自美国的爱克赛、APC等，洋在技术上有一定优势，同时价格也较为昂贵，其主要市场份额集中在中大功率UPS市场(10KVA以上);上世纪九十年代以来，国内一些良好在UPS市场异军突起，凭借在技术上的不断追求与本土化的生产服务优势，取得了令人瞩目的成绩，已经成为中小功率UPS市场的主力军。 

1、UPS电源企业总体规模与销售额分布 

UPS电源企业规模较大的销售额达超过2亿元的企业5家，1~2亿元的企业5家;5000～8000万元左右企业约有15～20余家;2500～5000万元左右企业约有274余家，500～2500万元左右企业约有1380余家，其它有300多家。 

2、国内UPS电源市场总容量 

根据相关统计和我们的分析，2006年国内信息设备用UPS电源市场总销售额26.1亿元人民币，2007年总销售额预计达到27.4亿元人民币。工业动力UPS电源系统设备中大功率UPS年市场需求也达近30亿元人民币。我国UPS电源年市场需求总容量应该在50~60亿元人民币，市场需求巨大。 

在各媒体单位年终评选中，台达、山特、梅兰日兰、APC等UPS电源厂商大出风头，拿下多项评选冠军。 

3、国内中大功率UPS电源市场容量 

中大功率UPS是不间断电源行业中的高端产品，根据赛迪顾问统计，2006年中国中大功率UPS电源市场销售额为22.1亿元人民币,同比增长7.3%。协会认为，如果加上工业动力设备用的大功率UPS电源需求，市场销售额应有相当比例的上升。 

4、工业动力设备用不间断电源市场需求 

一些以往占市场比重不大的行业如制造业、交通业、能源业等对UPS电源的需求呈现出了快速增长的势头，特别是制造业中，中小企业的大规模崛起，更是成为了带动UPS电源市场增长的新动力源泉。 

工业动力UPS电源系统设备市场销售额随着工业自动化成套设备和设备更新改造的飞速发展，工业动力大功率UPS电源系统设备市场在2000年后开始提高，随着重工业化时期的来临，中国工业化、城市化进程加快，全球产业链加速向中国转移。 

对本土贝尔通信UPS电源行业发展的两点建议 

企业加大研发和技术投入，争取达到国际先进的水平：不间断电源是网络、信息建设可靠运行的电源保障，是信息化和国防安全的一个重要设备，因此，本土的不间断电源厂家必须加大技术和研发投入，提升综合实力，制造高质量的不间断电源产品，保障我国经济建设的顺利进行。并且在有条件的情况下，争取出口，获得国际市场份额。 

国家对电力电子、不间断电源产业重点支持：基于不间断电源高技术的特性以及对国家工业自动化建设和国防安全的重要性，国家应该加大对电力电子行业、不间断电源等行业的支持力度，促进我国电力电子行业的稳步发展。 

随着IT产业、CI产业、PC机广泛应用而得到突飞猛进的发展。电源产业是各类高科技产业发展的基础工业，所有的高精尖科技设备都需要电力电子电源系统技术的配套和支持。可想而知，UPS电源的潜在市场有多大。          通常UPS的设计初衷是保护关键IT类设备，在电路结构上就主要基于IT类设备的特点进行设计。比如目前IT设备的主要是使用开关电源，而且欧盟法规规定75W以上的设备都要具备功率因数校正。因此UPS主要面对的就是带有功率因数校正的负载，在通常情况下其特性是一个功率因数接近于1 的恒功率负载。在大功率电气设备方面，还有一些旧的设备在使用，这些设备通常是基于6脉波整流或者12脉波整流技术，特点是一个恒功率的非线性整流负载。
  无论是带有PFC的开关电源，还是脉波整流电源，其功率的实部都只能是正的，能量不会反灌回市电，因此在UPS的设计中更加重视的是在恒功率负载下的可靠性，以及在带有非线性的整流性负载时的谐波控制能力，以及电压稳态精度与动态恢复速度，而不会特别要求具有能量回馈的能力。特别是在UPS带有大量智能化的设计之后，往往会把能量从负载回馈到UPS的直流母线作为一种故障状态来对待。因此在带有电机类负载的时候，电机再生发电产生的能量很容易触发UPS的保护条件。

  另一方面，UPS在电路架构上常用的结构是整流+电池升压+逆变器的结构，很大一部分UPS的整流和电池升压部分都是使用Boost或者变形的电路，能量仅能从市电和电池流动到直流母线上，而不能反向流动。这样即使软件上允许能量回馈，但是当发生能量回馈时，由于能量都储存在直流母线上，造成直流母线升高，终仍然会导致UPS跳脱保护。

  电机负载的特性与IT设备常见的开关电源完全不同，表现为具有启动/制动等诸多工作状态，而且随着电机后面所带负载的不同会有非常大的差异，完全不像IT类开关电源那样只有带载/卸载。因此具体的解决方案也需要考虑电机后面所带负载的情况分别进行处理。

  电机在启动时有很高的瞬态冲击，如果没有额外的辅助措施，就需要UPS电源能够在瞬时供应非常大的功率。针对IT设备设计UPS一般仅仅是根据短时间内2倍功率设计，而有的UPS则是仅有1.5倍。对于再大功率的负载，软件限流算法或者硬件的限流线路就会发生作用，从而影响电机启动。不过好在UPS一般都设计有Line Support功能，当负载功率大时能够通过旁路供电来解决。但是在电池模式下，无法通过旁路分担功率，就存在电机启动过程异常的可能。为此对于瞬间供应电流的能力非常关键的场合，就需要选择更大功率的UPS。

  电机在制动时具有能量再生，此时回馈的能量并不仅是电机本身储存的能量，还可能包含了电机后面连接的负载所具有的惯性以及势能所储存的能量。以电梯为例，当电梯上升时需要电机提供能量，而当电梯下降时如果电梯的重量超过下降过程中的阻力，就会成为一个发电设备，带动电机发电，这样再生出来的电力就有可能反灌回UPS。

  此外，在带有电机的应用中还有另外一个因素需要加以考虑，就是变频调速装置。不同的变频调速装置对于UPS系统的影响也是不一样的。常见的变频器做法如下：




  在输入端是一个六脉波整流以及附加的直流或者交流侧滤波器，而在直流母线上连接有制动电阻。当电机发生能量回馈时，变频器的直流母线会被充高。在直流母线达到预设的电压点时，通过开通制动电阻控制来消耗掉回馈的能量。这种做法是目前工业界普遍的方式，其优点是简单可靠，而且对于UPS来说变频器就是一个标准的非线性整流负载，与IT类负载非常接近。当然其缺点则是电机回馈的能量被转换成热量消耗掉，没有重新利用。

  为了节约能源，部分高端变频器采用了背靠背的结构，而普通变频器也可以通过添加能量回馈模块来把电机回馈的能量返回输入端。见下图所示。




  对于这类变频器来说，电机再生的电能仍然会回馈到UPS里面，使得UPS面临与直接连接电机类似的问题。

  还有一类特殊的变频器使用了矩阵变换器的结构，见下图所示。由于其中没有储能元件，所有的能量都直接在输入输出端传递，对于UPS来说与直接连接电机也没有区别。




  当然，如果UPS直流母线具有足够大的容量，电机回馈的能量导致的直流母线充高在能够接受的范围内，那么由于给电机提供的平均能量仍然是正的，UPS就仍然可以放心应用。但是通常情况下UPS都没有那么大的直流母线电容，因此必须考虑另外的方式来解决电机负载能量回馈问题。出于简单起见，这里仅讨论UPS单机下的解决方案，在并联系统里面的负功率保护问题牵涉到很多其他的并联系统模块设计的问题，并不仅仅是电机再生能量的处理。

  部分UPS在电路架构上是使用完全双向的结构，见下面图中所示。其中PFC，逆变甚至电池DC/DC都可以保证能量双向流动。




  从原理上来说，只要软件上解除在PFC级和逆变器的复功率限制，这种UPS完全可以工作在双向模式下：当电机发生能量回馈时，在市电模式下，通过PFC把能量反馈回市电;在电池模式下，通过双向DC/DC把能量反馈回电池。但是这里面有一些必须考虑到的因素，比如：

  电网是否允许能量回馈?

  能量回馈电网需要满足那些规范?

  电池允许的充电功率有多大?

  首要的问题是电网方面是否允许再生能量回馈。不同地方的电网对此的要求可能会不一样，对于一些功率特别大的负载，电网出于稳定性考虑可能不希望能量回馈。如果输入端使用的是通常的柴油发电机，那么是不能回馈能量的。

  在允许能量回馈电网的前提下，必须考虑此时面对的安全问题，这是太阳能发电系统已经面临过的。当能量向电网回馈，而电网由于此时断电的话，就会出现所谓的孤岛效应问题。而电网如果在回馈过程中出现短时间低电压等异常情况，UPS的能量回馈也应当正常工作一段时间。为此适用于可再生能源发电的技术，比如孤岛检测，低电压穿越等技术就业需要配备在UPS上。

  在电池模式下，常用的铅酸蓄电池在充电和放电时所允许的电流是不同的，充电时的大电流要小得多。这就意味着如果负载回馈能量很大时，充电电流就也会很大，为此在电池模式下兼容电机负载就需要使用足够多的蓄电池组来分摊充电电流。另外一方面，一般UPS的充电功率是根据常见电池组的容量来配备的，如果要加大充电的功率，这部分电路也需要特别设计。

  对于其他电路架构的UPS，比如下面一种常见的结构，其电池升压和PFC都是单向工作的，这就意味着电机再生能量是无法反灌到市电或者电池的，必须另外想办法。




  在市电模式下，简单的方式不外乎采用旁路解决。只要发现负载回馈的能量过大，就把UPS转到旁路模式下，通过旁路来吸收电机再生能量。不过这一方法只有在旁路真正是市电，并且正常情况下可以使用，因此其应用是有一些局限性的。如果要求UPS不管在市电还是电池模式下还是使用发电机做输入都能搭配电机负载工作，就必须还要有其他的方法。

  另外一种不受市电和电池模式限制的简单方式就是像变频器一样加入制动电阻来消耗多余的能量。这一设计在变频器上已经非常成熟，可以很方便的移植到UPS上使用。由于传统上UPS并不具有专门为制动使用的IGBT，所以需要把制动电阻和制动IGBT单独设计为一个模块，根据需要来作为可选的附件来使用。

  能量回馈模块也是变频器上成熟的技术，当然也可以用到这里。但是能量回馈模块的原理也是把电机回馈的能量转成交流返回给市电，为此在电池模式，或者在输入是发电机的情况下，能量回馈模块也是不能使用的。

  在UPS的充电器设计中，一种常用的做法是从直流母线取电，通过电路降压后给电池充电。在这种方式下，就给电机能量回馈的处理提供了一个变通的方式：无论在市电模式还是在电池模式下，都通过充电器把多余的能量转给电池储存。当电池充到某一个程度时就转到电池模式，把能量释放到一个相对低的水平。这样通过略微降低一点电池后备时间，可以换来电机负载问题的解决。这个过程见下图所示。




  图中是能量的标准流向。在市电模式下，能量是从市电Mains，经过PFC，DC BUS，INV产生交流电压输出提供给负载，同时充电器从DC BUS取电，给电池充电。在电池模式下，电池能量经过DC/DC，DC BUS和INV提供给负载。

  当电机发生能量回馈时，能量流向就会发生改变。在市电模式下，如果BUS电压由于回馈能量而充高时，就需要停止市电供电，而由充电器把能量转移到电池端。




  当能量回馈结束时，需要先检查电池是否已经充满，如果已经充满，则需要以电池模式把电力释放掉一部分，以为下一次电机能量回馈留出空间。




  在电池模式下则比较简单，只要BUS由于逆变器复功率而冲高，就关闭电池DC/DC，打开充电器，直到电机能量回馈结束，再转回电池DC/DC工作。这种解决方案的好处是电机回馈的能量只会返回到电池，然后在后续合适的时机再释放出来，而不会返回到市电，从而防止了类似太阳能并网发电方式带来的问题。

  很明显，这个过程与混合动力汽车的原理是非常一致的。同样的，智能的电池能量的管理在这里也是很关键的。如果充电的阈值设得太高，电池有可能被充坏;如果放电的阈值设得太低，可能会影响断电时的后备时间。同样的，充电器的容量以及电池允许的大充电电流也是设计时要考虑的重要因素。

                  ups电源的测试一般包括稳态测试和动态测试两类。稳态测试是在空载、50%额定负载以及100%额定负载条件下，测试输入、输出端的各相电压、线电压、空载损耗、功率因数、效率、输出电压波形、失真度及输出电压的频率等。动态测试一般是在负载突变(一般选择负载由0-100%和由100%-0)时，测试UPS输出电压波形的变化，以检验UPS的动态特性和能量反馈通路。

  1 波形

  一般是在空载和满载状态时，观测波形是否正常，用失真度测量仪，测量输出电压波形的失真度。在正常工作条件下，接电阻负载，用失真度测量仪测量输出电压总谐波相对含量，应符合产品规定的要求，一般小于5%。

  2 稳态测试

  所谓稳态测试是指设备进入“系统正常”状态时的测试，一般可测波形、频率和电压。频率一般可用示波器观测输出电压的频率和用“电源扰动分析仪”进行测量。目前ups不间断电源的输出电压频率一般都能满足要求。但当UPS电源的频率电路，本机振荡器不够精确时，也有可能在市电频率不稳定时，UPS输出电压的频率也跟着变化。UPS输出频率的精度一般在与市电同步时，能达到正负0.2%。

  3 效率

  UPS的效率可以通过测量UPS的输出功率与输入功率求得。UPS的效率主要决定于逆变器的设计。大多数UPS只有在50%-100%负载时才有比较高的效率，当低于50%负载是，其效率就急剧下降厂家提供的效率指标也多是在额定直流电压，额定负载条件下的效率。用户选型时好选择效率与输出功率的关系曲线和直流电压变化正负15%时的效率。

  4 输出电压

  UPS的输出电压可以通过以下方法进行测试判断：

  A、当输入电压为额定电压的90%，而输出负载为100%或输入电压为额定电压的110%，输出负载为0时，其输出电压应保持在额定值的正负3%的范围内。

  B、当输入电压为额定电压90%或110%时，输出电压一相为空载，另外两相为为100%负载时，其输出电压应保持在额定值正负3%的范围内，其相位差应保持在4度范围内。

  C、当UPS电源逆变器的输入直流电压变化正负15%，输出负载为0-100%变化时，其输出电压值应保持在额定电压值正负3%范围内。这一指标表面上与前面所述指标重复，但实际上它比前面的指标要求更高。这是因为控制系统的输入信号在大范围内变化时，表现出明显的非线性特性，要使输出电压不超出允许范围，对电路要求就更高了。