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关於UPS On-line & Off-line的区别

 

 

不断电系统(或称UPS,即 Uninterruptible Power Supply)是在电网异常(如停电丶欠压丶干扰或浪涌「也称:涌浪电流」)的情况下不间断的为电器负载设备提供後备交流电源,维持电器正常运作的设备。通常情况下不断电系统被用於维持计算机(尤其是伺服器)或交换机等关键性商用设备或精密仪器的不间断运行,防止计算机数据丢失,电话通信网路中断或仪器失去控制。

 

 

使用不断电系统是为了应对电网可能出现的以下情况:

1. 停电(电网停止工作,无电压输出)

2. 压降(亦称下陷,电网电压低于标称电压15%-20%,时间可能持续数秒)

3. 电涌(亦称浪涌、突波,电网电压瞬间高于标称电压10%以上,时间持续数秒)

4. 持续欠压

5. 持续过压
6. 线噪(因线路屏蔽差而引入的射频或电磁干扰)
7. 频率漂移(发电机不稳定造成的电网频率偏差)
8. 开关瞬态(亦称暂态,由电力设备开关或放电造成的电压偏差,有时可高达20000伏,但是持续时间极短,仅数奈秒)
9. 谐波(电网中由非线性特性的电力设备产生的对交流电正弦波形的干扰)

 

 

飞轮式不断电系统

由於飛輪式不斷電系統使用內燃機提供電力,會產生較大的噪音同時體積也較大,因此目前一般僅被用於應急情況和一些自然狀況惡劣的場合,通常情況下不斷電系統會使用蓄電池來提供電力。

 

 

蓄電池式不斷電系統

在使用电池的时代之前,不断电系统曾经使用飞轮和内燃机为负载提供电能供应,这种不断电系统被称为飞轮式或旋转式不断电系统。飞轮式不断电系统由整流器、直流电动机、飞轮、柴油机(或汽油机)及发电机等组成。在电网供电的情况下,由整流器提供的直流电驱动电动机带动飞轮旋转,并且带发电机为负载供电。由于飞轮的惯性作用,发电机转速可以保持均衡,此时不断电系统起过滤电网干扰的作用。当电网断电后,飞轮继续带动发电机的转子旋转,同时启动柴油机带动发电机发电,替代原有电网为负载供电。

自二十世纪六十年代美国通用电力公司研究生产不断电系统以来,不断电系统一直在被改进,但是其基本原理没有重大变化。

现代的不断电系统由电池组、逆变器和控制电路组成,一端连接电网另一端连接电器负载。在电网电压正常的情况下,不断电系统利用电网电源为自身充电,在电网出现异常的时候,不断电系统将存储于电池中的电能释放,供负载使用。它按工作方式通常分为在线式和后备式(亦称为离线式)两种;按输出波形可分为正弦型、近似正弦型(用阶梯方波来拟合正弦波)等。

 

后备式(Off-Line UPS)

 

后备式又称为离线式不断电系统(Off-Line UPS),它只是「备援」性质的UPS,市电直接供电给用电设备也为电池充电(Normal Mode),一旦市电供电品质不稳或停电了,市电的回路会自动切断,电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务(Battery Mode),直到市电恢复正常,「UPS只有在市电停电了才会介入供电」,不过从直流电转换的交流电是方波,只限于供电给电容型负载,如电脑和监视器。

线上交错式 (Line-Interactive UPS)

 

 

 在線式(On-Line UPS)

线上交错式又称为线上互动式或在线互动式(Line-Interactive UPS),基本运作方式和离线式一样,不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电,但随时都在监视市电的供电状况,本身具备升压和减压补偿电路,在市电的供电状况不理想时,即时校正,减少不必要的「Battery Mode」切换,延长电池寿命。


在线式不断电系统(On-Line UPS)的运作模式为「市电和用电设备是隔离的,市电不会直接供电给用电设备」,而是到了UPS就被转换成直流电,再兵分两路,一路为电池充电,另一路则转回交流电,供电给用电设备,市电供电品质不稳或停电时,电池从充电转为供电,直到市电恢复正常才转回充电,「UPS在用电的整个过程是全程介入的」。其优点是输出的波型和市电一样是正弦波,而且纯净无杂讯,不受市电不稳定的影响,可供电给「电感型负载」,例如电风扇,只要在UPS输出功率足够的前题下,可以供电给任何使用市电的设备。

 

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