【摘要】对大型ups的各参数的测试方法，以保证ups工作时的稳定运行。
【关键词】ups；静态测试；动态测试；常规测试
前言
在大型UPS投入使用之前，大多会对UPS进行测试，检测UPS在实际工作中能否满足相关技术要求。通常测试是检测ups在动态和静态时的工作情况。所谓动态测试就是负载突然发生变化，即负载由100%突变到0或从0突变到100%时的输出电压变化情况。静态测试是指负载在0、50%、100%的情况下，测试进线和出线端的线电压、相电压以及功率因数、空耗、输出电压的频率、波形、失真等数据。
1.静态测试
静态测试一般在设备正常工作时对输出电压频率、大小和波形进行测试。
1.1 输入特性参数的测试方法
1.1.1 输入功率因数的测试
测试输入电压功率因数的目的是为了减少ups输入端的无功功耗。功率因数的标准是≥0.8。如果低于该数值，不仅会造成UPS耗电量增加，也会对电网造成一定污染。测试功率因数可用电力谐波分析直接读出数值。如果测试值低于0.8可以考虑在输入端加滤波器来消除6脉冲整流器的影响。
1.1.2 输入频率测试
对输入频率的测试的目的是测试输入频率变化对输出频率的影响是否符合50HZ±2.5%的标准。测试时可以采用变频电源，使之输出固定的电压并改变电压频率，然后用频率计或示波器测试输出频率的变化范围。如果测得的频率变化范围符合电网频率变化范围，则表明电网和ups匹配合适。
1.1.3 输入直流电压范围测试
该测试的目的是输入电压波动对输出电压的影响有多大。如果输入电压的范围比较宽泛并不对输出电压造成影响，则表明UPS控制电路调整范围宽，蓄电池和外电切换时输出电压稳定。测试方法是改变蓄电池的直流电压范围测试输出是否在380V±1%内变化。
1.2 输出特性参数的测试方法
1.2.1 电压波形测试
大型UPS的要求在空载和满载情况下要求输出电压的波形失真要小于5%。该检测项目可用电力品质分析仪或者失真度测试仪完成。
1.2.2 UPS的输出电压
通常外电的变化范围指标为380V±2%，首先应该测试外电对ups输出的影响，可以分别测试输入电压低（90%）满负载和输入电压高（110%）无负载时ups输出电压的波动范围是否小于±2%的范围。其次要测试ups负载不平衡时对输出得影响，调整输入电压分别为额定值的90%和110%，两相为空载另一相为100%负载时，或者输出电压一相为空载，另外两相为100%额定负载；ups的输出电压应保持在额定值±2%的变化范围内，相位差不能大于4°的范围。该测试可看出ups地逆变器设计是否存在缺陷，是否能做到对每相都能单独调整，始终做到三项负载电压对称。有些UPS不可以对每相进行单独调整，所以当接单项负载时，输出电压就会出现明显的不平衡。对于这类UPS，就不能进行此种测试，使用时，就必须使三相负载尽量平衡。另外，上述的不平衡负载一相为空载，另外两相为额定负载；或者两相为空载，另外一相为额定负载的条件较为罕见，有的机器是在不平衡负载两相为额定负载，另外一相为70%的额定负载；或者一相为额定负载，另外两相为70%的额定负载来测试输出电压（相电压、线电压）的稳定度和三相输出不平衡度。3、当UPS逆变器的输入直流电压变化±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±2%范围内。这一指标表面上与前面所描述的指标重复，但实际上它比前面的指标要求更高。这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，要使输出电压不超出允许范围，对电路要求就更高了。
1.2.3 负载峰值因数测试
该测试是真正反映UPS带非线性负载的能力，是一个很重要的指标。要获得较高的波峰因数，需要高速数字反馈及PWM调制频率。测试方法：
（1）用模拟波峰因数为3：1而平均功率为UPS额定输出功率的假负载，接入UPS输出端，观察UPS是否过载及长期工作是否可靠。
（2）调节波峰因数比，测试UPS在可靠工作条件下的波峰因数值。
（3）所测结果满足3即可。
1.2.4 效率
UPS的效率主要取决于逆变器的工作情况。大多数UPS只有在50%～100%的负载时才有比较高的效率，当低于50%负载时，其效率就急剧下降。厂家提供的效率指标也大多在额定直流电压，额定负载的条件下的效率。交流输入功率应有功功率与无功功率的相量和，交流输出功率也应该包含无功功率和有功功率。作为用户我们应该重视AC到AC的转化效率，而不应该只考虑DC到AC的转换效率或只用输出功率与输入功率之比。参照国标为ups效率应该>75%（10～100KVA）。该测试项目也已用电力品质分析仪测试输入与输出功率。
效率等于输出有功功率比输入有功功率在乘上100%，输入功率不包含蓄电池的充电功率。测试应在正常条件下，负载为100%或0%的阻性负载情况下测试。机器的效率高，可以节省电费，选用容量时，其容量系数也可以减小些。
1.2.5 主要功率器件的温升
功率器件的温升直接关系着ups运行的稳定性。温升越低的ups工作越稳定。技术指标：在输出电压与输入功率为额定值时，国标为功率半导体温升小于85℃，功率变压器温升小于80℃。测试可以使用电子点温计直接测出温度。
1.2.6 输出电压频率范围
技术指标：国标为50±0.5HZ。
测试方法：输入采用变频电源或发电机，输出端接入示波器和电源扰动分析仪进行测试。固定额定输入电压，改变输入频率。当输入频率超过调整范围时，UPS将转入本机振荡器。如果本机振荡器频率不够精确时，也有可能在市电频率不稳时，UPS输出电压的频率也不稳。
通过此项测试也可以确认UPS输出电压频率范围值。即分别向高向低调整输入频率，当同步灯亮并发出警告时的频率点，就是UPS的输出电压频率范围。
UPS输出电压频率范围并不是越窄越好。因为逆变器输出电压频率在调整值的频率范围内时跟踪市电，一旦市电频率范围超出所调整值的范围时，逆变器输出电压频率就转换到本机内部振荡器的频率工作。一般本机内部振荡器的频率比较准确，需要注意的是，逆变器一旦转内同工作，UPS面板上的同步指示灯亮，表示逆变器输出电压频率与市电不同步。这时候UPS禁止逆变器到旁路和旁路到逆变器的转换。所以此项测试很重要，调整的UPS输出电压频率范围值只要满足负载的要求就可以了。
2.动态测试
2.1 转换特性测试
技术指标：国标为0ms。
此项主要测试由逆变器供电转换到市电供电或由市电供电转换到逆变器供电时的转换特性。测试时需要有存储示波器和能够模拟市电变化的调压器。
转换实验要在100%负载下进行，特别是由市电转换到UPS上时，相当于UPS的逆变器突然加载，输出波形可能在1～2个周期内有±10%的变化。切换时间就是负载的断电时间。此项测试是检测转换时供电有无断点，如有断点，而且断点超过20ms就会造成信号丢失。在线式UPS一般不会有断点，但其波形幅值会有瞬时变化，要求在半周期内消失。此外，因为UPS在市电正常时，逆变器工作频率是跟踪市电频率的，一旦市电中断，逆变器频率完全由本机振荡器来控制，这一突然变化是随机的，它与市电中断前的瞬间状态和本机振荡器的状态有关，这种频率控制的瞬时变化，可能造成输出频率变化达30%，很多负载无法适应这一变化。
2.2 突加或突减负载的测试
先用电源扰动分析仪测量空载、稳态时的相电压与频率，然后突然加负载由0%～100%或突减负载由100%～0%，若UPS输出瞬间变化电压在-8%～+10%之间（可依据机型的该项指标而定），而且在20ms内恢复到稳态，则此UPS该项指标合格；若UPS输出瞬变电压超出此范围时，就会产生较大的浪涌电流，无论对负载还是对UPS本身都是极为不利的，该种UPS则不宜选用。
3.常规测试
3.1 过载能力
技术指标：国际为120%过载时间为1mim。150%过载时间为60s。
测试方法：分别用线性负载和非线性负载两种方法测试。
作为用户过载特性是我们极为关心的，也是衡量UPS电源的一项重要指标。过载测试主要是检验UPS整机的过载能力，保证即使运行中出现过载现象时，UPS也能维持一定时间而不损坏设备。过载试验必须按设备指标测试，并且要在25℃以内的室温下进行。
3.2 蓄电池放电试验
蓄电池放电试验主要是检验蓄电池的性能。在做放电试验时，一是要记录放电时间，应满足电源的后备时间；二是要观测放电时的输出电压及放电保护值；一般情况下，在直流电压变化±15%时，在100%负载情况下，UPS电源输出电压变化为±2%，可以满足负载对供电的要求；当市电中断改由蓄电池供电时，蓄电池电压不能保持恒定，所以逆变器应具有适应直流电压在规定范围内变化的能力；由于各UPS的直流电压不一样，所以直流欠压警告值和直流欠压关机值也不一样，要根据UPS的说明书进行调整；三是要检查是否有“落后”电池；四是要测试蓄电池的过桥电压（一般为10mv）；如果蓄电池的过桥压降大，就应该再并联上一条过桥。
3.3 输入电压过压、欠压保护测试
技术指标：大功率UPS国际为380v（-15% ～+10%）。
测试方法：用感应型自动调压器调节输入电压，当输入电压超过范围时应报警，并转换到蓄电池供电，整流器自动关闭；当输入电压恢复到额定允许范围内时，设备应自动恢复运行，即蓄电池自动解除，转为由市电运行。在蓄电池自动投入和解除的过程中，UPS输出电压波形应无变化。
4.结束语
UPS电源是价格昂贵的精密的电子设备。它可以在连续几年的时间内，不停机状态下向用户提供稳定的电源电压。对UPS进行稳态测试、动态测试和常规测试是保证长期优质供电的必要手段，是在UPS建设和使用当中不可缺少的一环。只有经过详尽的测试才能了解该UPS的性能，了解它能否在关键时刻起到电源备份的作用，从而提高这个机房的安全系数。
参考文献
[1]李成章，王淑芬.新型UPS不间断电源原理与维修技术[M].电子出版社.
[2]王其英.UPS不停电电源剖析与应用[M].科学出版社.
[3]王其英，刘秀荣.新型不停电电源（ups）的管理使用于维护[M].人民邮电出版社.
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