UPS电源＂十全十测＂之2：带载输出特性测试

发布时间：2024-11-12 10:08:16

一、什么是UPS带载输出特性

UPS（不间断电源）作为现代电力系统中重要的设备，其主要功能是在主电源故障时提供稳定的电力供应，保障关键设备的持续运行。UPS带载输出特性指的是UPS在不同负载条件下，其输出电压、波形失真度等参数的表现。这些特性直接反映了UPS的供电质量和稳定性。

具体来说，UPS带载输出特性包括输出电压的稳定性、波形失真度、频率稳定性等，这些参数在不同的负载条件下（如线性负载、非线性负载）会有所变化。因此，了解并测试UPS在不同负载下的输出特性，对于评估UPS的性能和选择合适的UPS设备具有重要意义。

二、为什么要测试UPS带载输出特性

测试UPS带载输出特性的原因主要有以下几点：

首先，通过测试可以了解UPS在不同负载条件下的供电质量和稳定性，这对于保障关键设备的正常运行至关重要。例如，在非线性负载下，UPS的输出电压和波形失真度可能会发生变化，如果超出允许范围，就可能对负载设备造成损害。

其次，测试UPS带载输出特性可以帮助用户选择合适的UPS设备。不同的UPS设备在性能上存在差异，通过测试可以比较不同设备的性能优劣，从而选择最适合自己需求的UPS设备。

此外，定期测试UPS带载输出特性还可以及时发现设备故障或性能下降的情况，以便及时进行维修或更换，确保电力系统的稳定运行。

三、测试步骤

3.1 线性负载下 UPS 输出特性测试步骤：

(1) 启动被测UPS电源，调节输入电压在规定的最大值及最小值范围内变化。

(2)设置交流输入电压波动范围为额定电压的85%～115%，直流输入电压波动范围同样为额定电压的85%～115%。

(3)使用阻感性负载作为线性负载，功率因数设为0.8（滞后）。

(4)调节负载为额定负载的0%、10%、40%及100%，记录被测装置的输出电压及输出电压波形失真度，并计算稳压精度。

3.2非线性（整流性）负载下 UPS 输出特性测试步骤：

(1)同样启动被测UPS电源，调节输入电压。

(2)设置交流输入电压和直流输入电压的波动范围。

(3)使用整流性负载作为非线性负载，波峰系数为3:1，有功功率为额定有功功率的70%。

(4)调节负载为额定负载的0%～100%的多个点，记录被测装置的输出电压及输出电压波形失真度，并计算稳压精度。

对于线性负载与非线性负载，在标准Q/CSG 1204030-2018电力用直流和交流一体化不间断电源、DL/T 1074-2019 南方电网变电站交流不间断电源技术规范中，对UPS稳压精与输出电压波形失真度有如下要求：

Ø 稳压精度不超过整定电压（220V）的±3.0%。

Ø 输出电压波形失真度应不大于 2%。

四、UPS带载输出特性测试设备选择

进行UPS带载输出特性测试需要使用以下设备：

4.1交流电源：

在各类电气测试中，可靠的电源供电是确保数据准确性和测试效率的关键。在UPS测试中，交流电源用于调节输入电压在规定的最大值及最小值范围内变化，以测试UPS在不同输入电压下的输出特性。

对于供电端测试电源的选择，海洋仪器给出的推荐是上海航裕电源科技有限公司推出的PSA系列可编程交流电源，以其高功率、高精度和高可靠性赢得了市场的广泛认可，最大容量可达900kVA。这款交流电源广泛应用于UPS测试、马达测试、家电产业检测、检测实验室、工业用电源、电机/压缩机测试、IT制造电子业、新能源、医疗、码头岸电/船厂以及国防军工等领域。PSA系列交流电源配备了高精度D/A和A/D转换器，确保了输出的精确性和回读的准确性。此外，其多重保护功能（如OVP/OCP/OTP）确保了设备在复杂测试环境中的安全运行。

图1 航裕PSA系列可编程交流电源

4.2可调交流负载：

可调交流负载用于模拟不同UPS带载条件，包括线性负载和非线性负载。

通过海洋仪器代理品牌搏计电子的3270系列交/直流电子负载不仅能够同时模拟线性负载与交流负载，更在功率拉载能力上实现了质的飞跃，最大可达540kW，轻松应对各种高要求测试场景，同时其内置了专门用于测试UPS转换时间（Transfer time）的功能。而除了电压、电流、功率这些基础参数外，3270系列交/直流电子负载还能精准显示峰值因数（波峰系数）、功率因数等关键数据，以及电压失真度（V_TH，V_H）、电流失真度（I_TH、I_H）等反映负载特性的重要指标。这些参数的实时监测与显示，不仅为测试工作提供了更为全面、准确的数据支持，更为后续的系统优化与性能提升奠定了坚实的基础。

图2 博计3270系列交/直流电子负载

4.3电能质量分析仪：

电能质量分析仪是专门用于测量和记录UPS的输出电压、电流、频率、功率因数、波形失真度等参数的仪器。

CA8345电能质量分析仪作为一款专业的测试设备，以其完全符合IEC 61000-4-30 A级标准的测量精度和友好的人机界面，赢得了用户的广泛赞誉。该分析仪可实时测量和记录UPS的输出电压、电流、功率因数、波形失真度等关键参数，帮助用户全面了解电能质量状况。同时，其强大的数据记录和处理功能，支持将数据导出至个人电脑进行进一步分析。CA8345电能质量分析仪，是您提升电能质量管理水平的必备工具。