【测试方案】UPS电源测试解决方案_PA功率分析仪

UPS电源测试解决方案目录UPS电源简介致远电子UPS电源测试解决方案2UPS（UninterruptiblePowerSystem）电源——不间断电源，是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供稳定、不间断的电力供应。UPS电源简介当市电正常供电时，直流主回路有直流电压，供给DC-AC交流逆变器，输出稳定的220V或380V交流电压，同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。UPS电源分类：在线式互动式后备式UPS电源原理UPS能够克服电网电压波动等电能质量问题，为系统提供稳定，平滑的输出电压；而且可以保障系统在停电之后继续工作一段时间，使用户不致因停电而影响工作或丢失数据。常应用于航天、通信、医疗、计算机业务终端、交通等领域。UPS电源的应用输入输出指标：输入电压可变范围输入频率可变范围输出电压稳压精度频率跟踪速度与范围输出电流峰值系数输出频率输出电压不平衡度输出过载能力蓄电池指标：电池充放电特性相关行业标准：YD/T1095-2008IEC62040UPS电源标准与测量指标谐波分析指标：输入电流谐波成分输出波形失真度功率与效率指标：输入功率因数输出有功功率整机效率目录UPS电源简介1致远电子UPS电源测试解决方案致远电子电机测试解决方案基于PA的UPS电源测试平台输入输出指标蓄电池测试功率与效率谐波分析UPS电源测试平台根据YD/T1095-2008标准对UPS电源的测试要求，致远电子设计了基于PA功率分析仪的UPS电源测试平台。测试平台一共包含7路输入通道，对UPS电源的三相输入、直流部分、三相输出进行同步测量，可实现对UPS电源性能指标的全面测试。UPS电源输入输出指标测试输入电压、频率可变范围输出电压稳压精度频率跟踪速度与范围输出电流峰值系数输出频率输出电压不平衡度UPS输入电压、频率可变范围UPS电源的输入电压与频率的可变范围较宽，相对来说可以减少电池供电的机会，延长电池使用寿命；同时，也能扩大UPS电源的适用范围。由于UPS电源是由市电或者发电机供电的，所以实际输入端的电压不是标准工频稳压正弦波，而是在一定程度内幅值与频率存在波动的。因此，UPS电源对输入信号需具备一定的适应能力。只要输入信号幅值和频率在YD/T1095-2008标准规定的可变范围内，UPS电源必须由市电供电并保持正常输出。UPS输出电压稳压精度UPS电源的输出电压稳压精度反映了其在不同工作状态下保持正常电压输出的性能。根据YD/T1095-2008标准规定，UPS电源的输出电压稳压精度必须在额定电压的±1%以内。测量方式如下：分别测量在空载状态下输入可变上限电压的变频器输出电压值；在额定负载下输入可变下限电压的变频器输出电压值，要求误差在1%以内UPS电源输出电压稳压精度越高，代表该电源的稳定性越好。UPS电源的频率跟踪速度与范围频率跟踪速度当UPS输出频率与输入交流频率存在偏差时，输出频率跟踪输入交流频率变化的速度，以Hz/s表示。YD/T1095-2008标准规定为0.5~2Hz/s。频率跟踪范围交流供电时，UPS输出频率跟踪输入交流频率的范围。YD/T1095-2008标准规定为50Hz±4%（可调节）。输出信号频率跟踪aHz输入50Hz±4%内的aHz信号UPS输出电流峰值系数UPS输出频率当输出电流中存在着周期性非正弦波电流峰值时，UPS所允许的最大非正弦波电流峰值与输出电流有效值之比就是输出电流峰值系数。CFI=Ipk/Irms电流峰值系数越大，说明UPS的带负载能力越强。PC、服务器这类非线性负载的电流峰值系数在2.5～3.0之间，而YD/T1095-2008标准规定UPS的输出电流峰值系数要在3以上。测量方法：在UPS输出额定容量状态下测量其电流峰值系数。YD/T1095-2008标准规定，接额定负载状态下，UPS电源的输出频率应该在50Hz±0.5Hz范围内。UPS电源输入输出指标测量方案PA功率分析仪常规测试功能可提供7通道全部测量参数同步显示，测量精度高达0.02%，能为UPS电源的电压、电流、频率测量提供最精确的测量结果。此外还可以实现24种自定义参数同屏显示，在进行多参数测量时能有效提高工作效率。0.02%0.02%测量精度业界顶尖测量精度UPS电源输出电压不平衡度三相平衡三相不平衡UPS电源输出三相电压应该满足一定的平衡度。当线电压的基波有效值不相等、或线电压之间相位角不相等，即出现了三相不平衡状况。输出电压不平衡会影响到用电设备的正常使用，严重时可能会损坏设备。UPS电源输出电压不平衡度根据标准，UPS电源输出电压不平衡度的测量分两种不同的情况：负载平衡和100%负载不平衡。负载平衡：UPS三相输出均处于额定负载下，测量三相线电压的幅值与相位。100%负载不平衡：UPS三相输出中一相为额定负载，其余两相为空载情况下，测量三相线电压的负载与相位。最后利用公式计分别算出UPS的电压不平衡度，根据标准两者都必须小于5%。PA功率分析仪可测量各接线组的电压、电流相位角，以及对应的相位差、电压、电流、功率等测量值，通过向量图显示各相的平衡度。此外还能直接显示三相不平衡度、相位差等参数的数值，免去人工计算步骤。UPS电源额定过载能力的测量根据YD/T1095-2008要求，UPS电源应该用以下方式来衡量其过载能力：在额定输出电流下连续运行后，可在125%的额定输出电流下保持运行1min。实际使用时若过载时长超过设置值，则UPS电源自动触发保护电路。PA功率分析仪具备10ms数据刷新率，0.02%测量精度，60G固态硬盘存储空间，可实现UPS过载能力测试中数据与波形的高精度完整记录，为UPS电源的过载能力评估提供精准的参考数据。10ms数据刷新率0.02%测量精度60G固态硬盘存储空间UPS电源额定过载能力的测量UPS电源谐波分析输入电流谐波成分输出波形失真度UPS输入电流谐波根据YD/T1095-2008标准规定，对UPS电源的谐波分析需测量2~39次谐波的电流总和与基波电流值之比，即电流谐波总含有率，测量结果需符合标准中的限值。（I5%）输入电流谐波成份是指输入电流中非基次电流成份占总电流的百分比，该指标越低，说明UPS从市电吸收的谐波电流相对越小，对市电造成的污染越轻，机器性能越好。市电输入UPS电源输入谐波测量方案PA系列功率分析仪采用专利的PLL倍频技术，实现速度更快、动态范围更广的谐波测量，在谐波模式下实现电压、电流谐波含有率和总谐波失真因数的同步测试与显示。同时，PA功率分析仪最高可测量信号基频的128次谐波，满足对UPS电源输入电流信号的谐波测量需求。UPS电源系统的标准中规定，输出电压波形失真度应≤5%，输出分别接额定阻性负载与非阻性负载，用谐波分析分别测量UPS在正常工作和电池逆变工作方式时，输出波形失真度应符合相应的规定。PA功率分析仪常规测量模式下，就能观察到负载的特性。PA功率分析仪在进行谐波测量时，从数值窗口中就能观察到Uthd，直接测量得到波形失真度。UPS电源输出波形失真度测量UPS电源功率与效率测量输入功率因数输出有功功率整机效率UPS电源功率、功率因数的测量UPS电源的输入功率因数代表着其工作时从电网吸收的有功功率比例。功率因数越小，意味着UPS从电网吸取越多无功功率，会对电网造成电力危害。因此需严格检验UPS电源的输入功率因数是否符合标准要求（≥0.95）。功率因数有功功率无功功率视在功率（额定容量）SPcosUIcosPUIsinQ2QPS2YD/T1095-2008标准还要求UPS电源的输出有功功率必须大于额定容量的70%，即输出功率因数大于0.7。100M100M温补同步时钟PA功率分析仪采用高稳定温度补偿的100M同步时钟，避免温度变化带来时钟漂移所引入的测量误差。同时保证任一个通道ADC的采样相位同步，误差在10ns以内，减少测量时U、I夹角的引入误差，有效保证有功公里与功率因数的测量精度。准确测量功率因数，需要确保电压与电流同步输入，保证两者的输入相位与实际相符。UPS电源功率、功率因数的测量UPS电源效率测量根据UPS电源种类的不同，标准要求的效率测量项目也不同：在线式：在额定输出功率和50%额定输出功率两种情况下测试UPS电源的输入输出转换效率。互动式/后备式：测量电池组合输出端直接的转换效率。要实现UPS电源效率的准确测量，需满足以下三个条件：如何高精度测量UPS电源效率精确测量电压电流值高精度是准确测量效率的保证，PA系列功率分析仪具有0.02%的测量精度，在UPS电源效率评估测试中，能够捕捉到微小的动态特性变化；精确测量电压电流相位差PA系列功率分析仪内部采用高稳定度温度补偿的100M同步时钟实现同步采样，同步采用时钟误差小于10ns，满足高性能UPS电源效率的测试要求；输入、输出信号同步测量PA系列功率分析仪能够执行最多7个功率输入通道的测量，从而实现UPS电源输入输出与直流回路同步测量，进一步提高效率测试的准确度。UPS电源蓄电池测量蓄电池充放电特性电池充放电特性测试PA功率分析仪的积分功能可以测量电网互联之中的卖出/买入电量和电池充/放电量。PA可提供电流积分(q)、视在功率(WS)、无功功率(WQ)，以及有功功率(Wh)积分，能够在充放电模式下进行积分。可使用PA的积分测试功能，准确地测量出UPS电源蓄电池充/放电过程中，各项参数的具体变化。由此可测量出电池的特性，在维护过程中也可以体现电池的寿命。PA功率分析仪的超大容量UPS电源蓄电池性能测试过程中，需要对电池进行完整的充放电试验，整个测试过程时间很长。PA功率分析仪支持60G超大容量固态硬盘高速存储，可连续测试长达10000个小时。在整个测量过程中，所有数据自动保存，在呈现电池真实特性的同时，帮助用户削减成本、提高测试维护效率。60G超大容量的固态硬盘，能够实现UPS蓄电池从充电到放电的全程动态记录。整个测试过程，不会丢失数据和波形，使得对蓄电池特性的测试更加准确。致远电子UPS电源解决方案优势总结输入输出指标测量电压、电流、频率测量：0.02%精度、24种数据同步显示电压不平衡度：矢量图、不平衡度数值显示过载能力：10ms数据刷新率、60G固态硬盘存储电池充放电特性测试：积分显示功能、60G存储容量谐波分析输出电流谐波：PLL锁相环专利、128次谐波分析功率与效率测量功率因数测量：10ns内同步误差整机效率测量：7通道同步输入蓄电池测试服务用户服务用户谢谢！