術(shù)語的運轉(zhuǎn)定義: 比較商業(yè)UPS系統(tǒng)和工業(yè)UPS系統(tǒng):
在線式不間斷電源系統(tǒng)（簡稱：UPS）已經(jīng)有長達40年的歷史了。在線式UPS的容量在5-1500KVA的UPS市場里仍以每年12％的速度在增長，因為商業(yè)和工業(yè)在應用中變得更依賴于數(shù)據(jù)的連續(xù)不間斷性。
依照Frost&Sullivan的說法，10個UPS系統(tǒng)中幾乎有8個UPS系統(tǒng)(>80%) 為信息科技應用而設(shè)計。對大多數(shù)工業(yè)UPS用戶來說識別商業(yè)機和工業(yè)機的關(guān)鍵區(qū)別是非常困難的。一般說來，在線式UPS系統(tǒng)大概可分成三個主要的應用領(lǐng)域：
1、信息技術(shù)(以前稱之為電子數(shù)據(jù)處理) ：商業(yè)UPS已經(jīng)與信息技術(shù)（信息技術(shù)）融合在一起，因為UPS和計算機房設(shè)備經(jīng)常作為一個整體由建筑分包商負責采購。信息技術(shù)的UPS設(shè)備的招標規(guī)格不需要特殊的技術(shù)要求和典型規(guī)范，只需要UL或CSA的安全認證。銀行、醫(yī)院和保險公司的數(shù)據(jù)中心是典型信息技術(shù) UPS應用的例子。交流電源的中斷可能會導致數(shù)據(jù)處理和電訊傳輸?shù)闹袛?，但不會造成對人或財產(chǎn)的內(nèi)在的傷害。(注：這里有對相關(guān)安全UPS的詳細UL安全標準，如緊急照明UPS或衛(wèi)生診斷設(shè)備，但是UL認證標準首先需要關(guān)注的是安全性，而不是UPS性能測試或可靠性設(shè)計。)
2、關(guān)鍵的程序控制：在數(shù)十年以來，工業(yè)UPS系統(tǒng)對關(guān)鍵的程序控制應用的設(shè)計已經(jīng)享有盛譽。在這些領(lǐng)域中的應用，常規(guī)交流電源的間斷性可能造成危險的化學工業(yè)不穩(wěn)定性故障，或者造成對生產(chǎn)系統(tǒng)的巨大的破壞。石化合成物和電力發(fā)電站是使用化學或蒸氣加工操作的好例子，這種加工過程如果控制電源中斷了，就會發(fā)生危險。由于來自控制電源所產(chǎn)生的風險和損失，必須面對工業(yè)環(huán)境的應用設(shè)計專門的UPS系統(tǒng)，并且與商業(yè)機相比有者更加嚴格的性能測試。
3、普通程序控制 – 我們把在中間部分的應用稱為輕工業(yè)。即使交流電源在處理操作中被中斷，這些應用類型也沒有固有的危險。然而，在這些過程中，UPS的故障對于連續(xù)供應交流電可能會導致成品的損失或者重新安排產(chǎn)品設(shè)備的數(shù)百人工小時。藥品和食物飲料工業(yè)將會是輕工業(yè)類型的例子。在這些領(lǐng)域，工業(yè)UPS系統(tǒng)的高可靠性，將有效避免上述情況。






商業(yè)機和工業(yè)機的本質(zhì)區(qū)別 Page 2 of 8
信息技術(shù) UPS（商業(yè)）程序控制UPS（工業(yè)）的一些主要驅(qū)動應用區(qū)別概述表1：

評估因素 信息技術(shù) – 商業(yè) UPS 工業(yè) UPS

A 電的 – 波動水平 & EMI/RFI
a1 交流主干傷的整流器/充電器 信息技術(shù)數(shù)據(jù)中心是低水平 波動 & EMI/RFI 水平要高
a2 UPS靜態(tài)旁路輸入 信息技術(shù)數(shù)據(jù)中心是低水平 波動 & EMI/RFI 水平要高
a3 直流電輸入 – 電池 主要的逆變器電池,沒有外接 發(fā)電UPS通常與配置電池高瞬時連接
a4 輸入隔離變壓器 對商業(yè)用途沒有特殊要求 通常在工業(yè)安裝中有特殊要求

B 物理環(huán)境 – UPS 區(qū)域
b1 環(huán)境溫度的范圍 25 – 35 攝氏度 15 – 55 攝氏度
b2 空氣濕度 10 – 55 % RH 10 – 95 % RH
b3 空氣污染物 在辦公樓&數(shù)據(jù)中心是非常高的標準 通常積滿灰塵，有時也會有腐蝕的空氣污染物

C UPS 靜態(tài)開關(guān)設(shè)計
c1 全電子和混合配置的對比 混合 – 電動機械 全電子 – 在逆變器和旁路桿的SCR 裝置
c2 對旁路的長期負載故障清除 在關(guān)鍵負載下, 對靜態(tài)開關(guān)有危險 對當前最壞情形的旁路故障量身定做的SCR 裝置

D UPS 故障可能性
d1 靜態(tài)開關(guān)電源故障 可能會降低關(guān)鍵負載的供電安全 對于旁路來源的靜態(tài)開關(guān)的故障
d2 控制微處理器故障 可能會降低關(guān)鍵負載的供電安全 對于旁路來源的靜態(tài)開關(guān)的故障
d3 備件& 廢品 一般 – 5到7 年產(chǎn)品壽命 要求15 –25年維護

E 手動旁路計劃表
e1 鼓形開關(guān)與回路斷路器的對比 只需回路斷路器 鼓形開關(guān) –0界點
e2 來自靜態(tài)開關(guān)的獨立性 需要靜態(tài)開關(guān)對于0界點的轉(zhuǎn)換 獨立的靜態(tài)開關(guān)

F UPS 電池
f1 設(shè)計壽命 VRLA – 5 年 VRLA & Flooded – 20 年
f2 持續(xù)時間范圍 15 – 30 分鐘 60 – 480 分鐘
f3 放電深度 / 末端電壓 90% - 1.65 伏特每單位 60 -80%, 最小 1.75 vpc
電池再充電時間達到原始容量的90% 一般不需要，因為電池的時間小于1個小時 電池充電器要達到8小時再充電

G 100 %性能測試 通常不需要。提交的型號測試數(shù)據(jù) 鑒定測試數(shù)據(jù)per NEMA PE-1, NEMA PE-5, IEE-944, IEC-146


H 設(shè)備設(shè)計壽命 在信息技術(shù)數(shù)據(jù)中心有5 – 7 年 在石化有10 – 15年 在發(fā)電工業(yè)有15 – 30 年

I 逆變器技術(shù) PWM 逆變器占優(yōu)勢 在Ferroresonan和PWM逆變器的裂口
商業(yè)機和工業(yè)機的本質(zhì)區(qū)別 Page 3 of 8
EMI/RFI&電波動水平 – 商業(yè)應用與工業(yè)應用的對比



一個典型的信息技術(shù)數(shù)據(jù)中心表現(xiàn)在上面圖1. 中。我們能從從圖表中看到信息技術(shù)數(shù)據(jù)中心是EMI/RFI-波動防護環(huán)境。IEEE協(xié)會的橘黃色和翠綠色的書不單單介紹了避雷器，也介紹了在UPS主干線上的三角—Y轉(zhuǎn)換隔離器。數(shù)據(jù)中心的交流電分配系統(tǒng)的設(shè)計保護UPS來自在交流電主干線和旁路輸入饋電線的EMI/RFI（電磁無線頻率干擾）的影響。
帶有隔離變壓器的主要輸入電源饋電線的使用，在UPS交流電主干線上，不僅減少了EMI/RFI，也降低了當前可能有的故障。競爭性的定價壓力和防護信息技術(shù)用電的環(huán)境有時證明輸入隔離變壓器的省略在整流器部分是正確的。工程師應該小心的評估UPS用電環(huán)境，尤其是在工業(yè)應用中確保整流器輸入隔離變壓器是不需要的。
Fig. 2 下面顯示了帶有輸入隔離變壓器的工業(yè)UPS整流器部分。在一些工業(yè)應用中，從開關(guān)設(shè)備或發(fā)動機控制中心（MCC）提供UPS交流電源，并且經(jīng)常與用電噪音的負載分配母線連接，如變速驅(qū)動。一個輸入隔離變壓器可能是工業(yè)UPS環(huán)境對于保護UPS受到來自電源饋電線波動和RFI/ EMI影響是必需的。
Fig. 2 - UPS w信息技術(shù)h an Rectifier Section Isolation Transformer



UPS環(huán)境考慮的事項經(jīng)常受到應用的驅(qū)策：
許多工業(yè)UPS環(huán)境，尤其是那些在發(fā)電應用中，有更高環(huán)境溫度條件（也就是說>30攝氏度）和空氣中的微粒污染物。工業(yè)UPS 裝備被設(shè)計成大量非傳導性的灰塵和高的至少40攝氏度的周圍空氣溫度，并且通?？?span id="9p8mkf5zcsqu" class=t_tag onclick=tagshow(event) >選擇50攝氏度的設(shè)計。
地熱發(fā)電廠時常生產(chǎn)如加工副產(chǎn)品二氧化硫氣體。當和潮濕的空氣結(jié)合，二氧化硫氣體形成稀釋的硫磺酸。為地熱發(fā)電廠應用的工業(yè)UPS系統(tǒng)設(shè)計將會有環(huán)氧層或鎳鎘層銅母線柵，專門的抗腐蝕的終端連接器，和耐酸金屬表面涂料。以防萬一，在正電壓和耗盡的頂端柜體來保持大氣污染物遠離UPS內(nèi)部空間，UPS柜體的冷卻來自一個干凈（或擦凈的）來源。
相反，信息技術(shù) UPS環(huán)境幾乎總是控制在30OC 并且要保持非常干凈。任何UPS系統(tǒng)的壽命會在高溫度環(huán)境操作下降低。最會受到高溫環(huán)境影響的UPS的關(guān)鍵部件是UPS電池，但是其它內(nèi)部UPS部件，如直流母線過濾電容器，可能會使他們的壽命阿高溫環(huán)境下縮短，除非選擇高溫電容器。
在信息技術(shù) UPS應用中，UPS應用商可能不會要求UPS長的使用壽命，但是在關(guān)鍵處理控制中，通常要球15-20年的壽命。工業(yè)UPS系統(tǒng)有內(nèi)置的設(shè)計邊際來保護操作壽命小于理想的環(huán)境。除此之外，工業(yè)UPS裝置也將會預見性零件代替程序來確保UPS高平均故障間斷時間超過整個15-20年的使用壽命。
UPS 靜態(tài)開關(guān)設(shè)計 – 混合與電子靜態(tài)開關(guān)對比：
圖 3 A – 一個帶有典型混合（卷繞的）靜態(tài)開關(guān)的信息技術(shù) UPS


Figure 3 B – 混合（卷繞的）靜態(tài)開關(guān)詳述

在第四頁的圖 3A 和上面的圖 3B，說明一個混合靜態(tài)開關(guān)（也稱為卷繞式靜態(tài)開關(guān)）的位置和構(gòu)造。混合靜態(tài)開關(guān)的配置被用于信息技術(shù) UPS系統(tǒng)是非常普遍地。只有靜態(tài)開關(guān)的旁路桿有橫軸投影緯線SCR（硅可控整流器）配套電子開關(guān)。混合靜態(tài)開關(guān)的逆變器邊用一個帶有正常開著聯(lián)絡(luò)的電源繼電器（連接器）在正常靜態(tài)開關(guān)關(guān)鍵負載轉(zhuǎn)換操作中從旁路分離逆變器。電流接觸器不是像 SCR 裝置一樣可靠, 尤其當逆變器遭受反復負載故障。
在關(guān)鍵負載故障，UPS輸出下游的情況下，當前短路被旁路來源阻抗所限制。當前的高故障標準能焊接關(guān)閉的電氣插頭接觸器。如果UPS混合靜態(tài)開關(guān)電流接觸器聯(lián)絡(luò)不合格打開, UPS輸出將會不斷地被連接到旁路來源。對于超過 30 – 50 毫秒，沒有設(shè)計UPS逆變器有來自旁路的交流輸出向后輸出，尤其一些 PWM 逆變器。
工業(yè)UPS系統(tǒng)在逆變器和旁路桿上使用 SCR 裝置。工業(yè)UPS設(shè)計不使用逆變器邊電流接觸器, 但是改為用另外的反向 - 平行的 SCR。當然，針對混合靜態(tài)開關(guān)的改良是一個比較昂貴的設(shè)計特征，但是不用電流接觸器就會增加靜態(tài)開關(guān)可靠性。因為靜態(tài)的開關(guān)直接地在逆變器和關(guān)鍵負載中的功率路徑中，所以UPS平均故障間隔時間與靜態(tài)開關(guān)可靠性相連。
在第 6 頁的最上面，圖 4是一個電子靜態(tài)開關(guān)的初步概要。就如我們以前提到的，在靜態(tài)開關(guān)兩桿上使用SCR 裝置不使用逆變器邊的電動機械的電力接觸器產(chǎn)生一條比較可靠的電源路徑。另外一個優(yōu)點是旁路SCR裝置增加開關(guān)的靈活性。對于依賴逆變器和旁路相位同步的工作狀態(tài)，一些工業(yè)UPS系統(tǒng)有二個靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換器。如果旁路和逆變器在相位同步時，靜態(tài)開關(guān)運行重疊轉(zhuǎn)換 (在故障前處理) 。如果旁路和逆變器不是在相位同步的狀態(tài)，而且UPS負載超過逆變器的容量，靜態(tài)開關(guān)將會運行0.25周波的循環(huán)故障 – 轉(zhuǎn)換器避免出現(xiàn)同步環(huán)流脫離。 這種雙重模式的靜態(tài)開關(guān)的轉(zhuǎn)換靈活性沒有一個電子的靜態(tài)開關(guān)將會是不可能的。
Figure 4 – 電子, 工業(yè)靜態(tài)開關(guān)



UPS 可能性設(shè)計分析:
可能性設(shè)計分析是檢測當有意外發(fā)生時，UPS是怎樣運轉(zhuǎn)的。舉例來說，假設(shè)內(nèi)部電源對靜態(tài)開關(guān)控制板供應不足，靜態(tài)開關(guān)會不安全嗎？在靜態(tài)開關(guān)控制板失去電源供應時，靜態(tài)開關(guān)將會專門平滑地轉(zhuǎn)換到旁路來源嗎？在許多信息技術(shù) UPS，答案是: 不！如果電源供應故障，靜態(tài)開關(guān)不會轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵的UPS負載， 因為SCR門不再正確地運轉(zhuǎn)所需的電源，如果這不是一個真正的故障安全設(shè)計。 少數(shù)信息技術(shù) UPS系統(tǒng)用故障安全靜態(tài)開關(guān)設(shè)計。通常，在混合靜態(tài)開關(guān)里的SCR門回路由opto-連接器觸動，這就要求外部電源來發(fā)展SCR門觸發(fā)脈沖。
在一個故障安全靜態(tài)開關(guān)設(shè)計里，靜態(tài)開關(guān)SCR裝置從負載電流那里得到他們的門控電源。建立SCR門控驅(qū)動帶有磁偏的簧片繼電器，這樣以便旁路邊SCR裝置由正常關(guān)閉的簧片繼電器觸點電波傳送。在一個故障安全靜態(tài)開關(guān)里，電源故障將會迫使UPS從逆變器到旁路轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵負載。
最近，對于UPS設(shè)備使用微處理器控制是很普遍的。不幸地是，除非仔細地思考怎樣限制微處理器控制的范圍，否則如果微處理器有故障，單點式故障會產(chǎn)生問題。在沒有考慮單點式故障的UPS設(shè)計中，微處理器故障不僅會導致UPS輸出的突然損失，還會使靜態(tài)開關(guān)對關(guān)鍵負載轉(zhuǎn)換到旁路造成故障。
在一個工業(yè)UPS設(shè)計中，如果都可能的話，會很小心地考慮和排除單點式故障。在一個好的設(shè)計中，受到微處理器控制的UPS，內(nèi)部和外部監(jiān)視回路不斷地檢測微處理器的計算。如果發(fā)現(xiàn)一個微處理器錯誤，用業(yè)UPS連同它獨立和安全裝置的靜態(tài)開關(guān)會立刻把關(guān)鍵UPS負載轉(zhuǎn)換到旁路。
手動旁路開關(guān)（MBS）賦予維護人員安全的把關(guān)鍵UPS負載轉(zhuǎn)換到旁路工作狀態(tài)。而商用級UPS系統(tǒng)，手動旁路運行通常由一個回路斷路器來完成。通過靜態(tài)開關(guān)會個完成到旁路轉(zhuǎn)換器的負載，然后由關(guān)閉的手動斷路器密封或跳線。然而，這似乎像一個單旁路方式，它依靠UPS靜態(tài)開關(guān)正確的操作。如果靜態(tài)開關(guān)不能運作，通過手動旁路斷路器，手動旁路操作將不會像計劃的那樣起作用。
工業(yè)UPS使用一個在故障之前運行的旋轉(zhuǎn)鼓形開關(guān)。手動旁路開關(guān)獨立于靜態(tài)開關(guān)的操作。在一些工業(yè)UPS設(shè)計中，手動旁路開關(guān)有另外的電源開關(guān)連接，這使得靜態(tài)開關(guān)從旁路和逆變器隔離以便容易維護。

UPS電池&充電器：
一般來說，信息技術(shù) UPS應用在10-30分鐘內(nèi)閥調(diào)節(jié)，鉛酸電池。因為信息技術(shù) UPS電池維持時間通常不像在工業(yè)應用中那樣長。充電容量通常不予很多的關(guān)注。在信息技術(shù)市場里，UPS電池充電器典型地設(shè)計為一個重復充電15-30分鐘的鉛酸UPS電池在8-10小時內(nèi)有95%的容量。
與信息技術(shù) UPS對比，在工業(yè)應用中，充電容量必須有更高的能力，因為電池維持時間能從60分鐘到8小時或者更多。UPS應用商需要檢查來確?？紤]過的UPS系統(tǒng)在充電器里有足夠的電池再充電容量，尤其在工業(yè)應用中比如發(fā)電典型的用4-8小時UPS電池。
在信息技術(shù) UPS應用中更深的放電鉛酸UPS電池是很普遍的，通常對放完每單位1.65伏特電。與信息技術(shù) UPS對比，工業(yè)UPS系統(tǒng)將會使用一個更高末端每單位1.75伏特。放電UPS電池到一個較低的終端電壓將會從裝置里移動更多的能量，同時導致一個較小的UPS電池。緊記較深裝置放電會減少UPS電池的壽命。鉛酸裝置，尤其是小于5-10年壽命的裝置，對放電的深度非常敏感。當鉛酸UPS電池在小于每單位1.75伏特的狀況下放電，UPS用戶需要小心地承擔減少電池壽命的結(jié)果。


設(shè)備設(shè)計壽命 – 與關(guān)鍵程序的使用壽命匹配UPS使用壽命
工業(yè)UPS設(shè)備將會在它的元器件里建造設(shè)計邊緣，以便當在典型工業(yè)環(huán)境操作時，UPS系統(tǒng)有>100，000小時的平均故障間隔時間。有些部件像冷卻風扇和帶有時間的DC電容器，甚至有保守設(shè)計。 工業(yè)UPS使用者比如發(fā)電廠通常UPS的使用壽命在20-30年。石化UPS應用商通常在10-15年內(nèi)有較短時間限度，但是，一般來講，由于程序驅(qū)動的決定，工業(yè)UPS應用商在找尋一個較長的UPS使用壽命。
工業(yè)UPS供應商備有元件代替時間表的證明文件——元件如同冷卻風扇和DC電容器，以便UPS平均故障間隔時間能維持超過20-30年的使用壽命。在支持過時UPS設(shè)備的領(lǐng)域里替換，真正的工業(yè)UPS供應商將會有多余的元件代替計劃。因為他們必須支持他們過時的UPS設(shè)備，所以工業(yè)UPS供應商將會有可得的領(lǐng)域數(shù)據(jù)去支持他們UPS平均故障間隔時間包括在他們的數(shù)據(jù)說明里。
工業(yè)UPS供應商將會使UPS模式備有較長的間隔時間，并且注意避免產(chǎn)品荒廢，因為他們適合支持可靠的UPS系統(tǒng)。UPS系統(tǒng)向后兼容性經(jīng)常是對工業(yè)UPS供應商一個重要的要求。
在商業(yè)UPS市場里，UPS模式趨向在5年內(nèi)報廢?，F(xiàn)今，一個典型數(shù)據(jù)中心的壽命由于數(shù)據(jù)技術(shù)的進步小于5年。非常了解他們時常的信息技術(shù) UPS供應商計劃把他們設(shè)計重心集中在明年模式比較便宜，比較小，并且更有效率上。迅速的信息技術(shù) UPS產(chǎn)品報廢使過時的UPS設(shè)備在非常困難的領(lǐng)域里長期支持。
在選擇一個供應商時，工業(yè)UPS應用商應該知道長期支持的問題。當他們考慮一個UPS產(chǎn)品周期成本時，尤其在大的加工應用里，一個有預定的關(guān)鍵零件代替計劃的工業(yè)UPS設(shè)計有較低的成本解決方案。
逆變器技術(shù) – Ferroresonant & PWM
Ferroresonant 逆變器已經(jīng)被用于用業(yè)應用中有大概40年了。這些逆變器仍然為真正需要UPS應用的（如在核電），因為他們的電源線路簡單，而且有固有的故障安全設(shè)計。請參考故態(tài)控制應用圖：為非線性負載規(guī)定一個UPS系統(tǒng)，關(guān)于Ferro-resonant&PWM逆變器技術(shù)更多的信息。
在最后十年以來，由于在可靠性和IGBT電源晶體管的轉(zhuǎn)換速度上有改進，PWM (被調(diào)整的脈沖寬度) 逆變器已經(jīng)被工業(yè)UPS應用商所接受。請注意，無論選擇的逆變器技術(shù)怎樣，工業(yè)UPS設(shè)備將總會比商業(yè)UPS設(shè)備更昂貴，如同我們在這份說明里探究的一樣，他們的區(qū)別非常不同。