引言

　　計算機在通信系統中的廣泛應用，對供電質量提出了越來越高的要求，由此在通信機房中安裝UPS(不間斷電源)供電系統變得越來越普遍。一個設計良好的UPS供電系統能給負載提供優質電源，然而在實際應用中，許多問題又往往是UPS供電系統本身引起的。因此，如何建立～個合理的、安全的UPS供電系統成為大家關注的問題。本文將從UPS供電系統設計角度對這～問題進行探討。

　　對UPS前級供電系統的要求

　　UPS可以向負載提供穩壓精度高、穩頻、波形失真度小的高質量電源，并且在與靜態旁路切換時可以做到供電無間斷。但要做到這點，它的前級供電質量不容忽視。我們在設計通信機房前級供電系統時，應考慮以下幾個方面：

　　(1)前級供電系統電源質量不宜太差，電壓及頻率應穩定在正常范圍。一般地講，大容量UPS主機輸人電壓范圍應為380V±15%。電壓過低，將使UPS備電池頻繁放電，最終因長期處于欠壓充電狀態而大大縮短它的使用壽命，相反，電壓過高，則易引起逆變器損壞。對于旁路輸入，其電壓和頻率波動也有～定的范圍，一般為額定電壓±10%，額定頻率±15%，如果前級電源變化范圍過大，就會導致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有間斷。因此，如果通信機房的前級電網在電壓范圍上達不到要求，應在UPS前級配置合適的抗干擾交流穩壓電源，但不宜采用電子管型交流穩壓器或磁飽和穩壓器，因為這兩類穩壓器在開機時可產生瞬時高壓，輸出波形失真度也較大，易造成UPS故障。

　　(2)前級供電系統中不應當帶有別的頻繁啟動負載，比如經常使用的電梯，頻繁開啟的空調等。原因是在這些負載開、關機時會出現瞬間高低壓，使供電線路上電壓波形失真度過大，造成UPS市電旁路供電與逆變器供電轉換控制電路誤動作，進而引起同步控制電路故障。所以在條件許可下，宜將UPS電源盡可耀于電網輸入的前端。

　　(3)前級供電系統中的交流發電機組容量應適當放大。大多數通信機房都備有發電機組，以解決較長時間停電難以供電問題。但在配置發電機組時，其容量應考慮不少于UPS電源額定輸出功率的1.5-2倍，以保證發電機輸出電壓、頻率正常，并改善其波形失真度。

　　UPS容量的確定

　　根據負載容量及性質，選擇適當的UPS，既可保證UPS的供電質量，降低故障率，又可節省投資，提高經濟效益。一般來說，UPS容量的確定主要是要滿足當前負載的需要，同時，也要考慮幾個因素：

　　(1)負載性質對UPS輸出功率的影響。當前大部分UPS生產廠家在產品說明書中所給的輸出功率都是指負載功率因數為一0.8(滯后)時的值，而UPS電源實際可帶的負載量是與負載功率因數密切相關的，當負載為純電阻性或電感性時，逆變器在額定機在功率下其有功功率將有所下降。所以在考慮UPS 容量時，對不同的負載功率因數要進行功率折算，通常可作這樣的估算：假設負載功率因數為一0.8(滯后)時UPS額定功率為1KVA，則當功率因數為一 0.9和-1.0時，輸出功率分別約為0.9-0.92 kVA和0.74-0.77kVA。對于計算機類負載，只要負載的峰值系數在UPS允許的范圍內，UPS基本上可以輸出額定功率，對于電阻性或電感性負載，則需酌情加大UPS容量。

　　(2)UPS容量較負載不宜過大，使其過度輕載運行。過度輕載運行雖有利于降低逆變器的損壞概率，但可能造成市電停電時，電池放電電流過小而放電時間偏長，在電池保護裝置故障時，電池組被深度放電，而遭永久性損壞。

　　(3)UPS容量不宜過小，使其長期處于重載運行狀態。這樣雖可節省一部分投資，但由于逆變器處于重載運行，其輸出波形將發生畸變，輸出電壓幅值抖動過大。這樣既不能為負載提供優質電源，還極易造成UPS逆變器的本級驅動元件損壞，所以，即使從經濟角度講也是得不償失。根據目前一些UPS廠家推薦，UPS負載量不宜長期超過其額定容量的80%。

　　(4)對于通信機房面積較大，負載不斷分期擴容的情況，在首期配置UPS容量時，應適當考慮中遠期發展趨勢，并在選型中挑選可并機或多機運行的機型，以使中遠期負載容量增大時，通過UPS并機擴大其輸出容量。相應地，配置UPS輸入輸出配電屏時，應預留多臺UPS的輸入開關和中遠期的負荷分路開關，以便于今后擴容。

　　供電系統的電氣隔離及接地

　　一般來說，電網中經常存在差模噪擾和共模噪擾，這些噪擾對計算機正常運行存在著不同程度干擾。另外，零線電位的偏移也會對計算機運行造成影響。所以在考慮UPS供電方案時應采取措施把這些影響減少到最小。傳統的UPS通過內部的工頻輸入及輸出變壓器來實現負載和電網間的電隔離和電壓匹配，抑制來自電網的共模及差模噪擾電壓，使其不致耦會到計算機電源。此類UPS的輸出零點是取自隔離變壓器次級Y型繞組的中性點。為保證輸出零點電壓不偏移，應從通信機房的交流工作接地排上單獨引線至該輸出點。

　　為了解決通信機房面積窄小及樓板荷載能力不足問題，近年來，出現了采用高頻鏈結構的不含輸出隔離變壓器的UPS。由于采用了高頻變壓器代替工頻變壓器，其體積重量明顯減小，但因為其輸出瑞直接通過變換元件輸出，一定程度上存在直流高壓過人負載的危險，而且在三相負載不平衡情況下，還存在電壓零點偏移問題。中性線與地線間的電壓可達十幾伏甚至更高，大大超出一些計算機廠家的要求。