UPS的新國家標準出臺

• UPS的新國家標準

線性負載與非線性負載，這本來是一個電工基本原理問題。但是UPS總是要遇到這兩類負載，因此必須要有個清晰的認識，才能正確認識和使用UPS。

在國標GB/T6270.3中對線性負載和非線性負載都有明確的說明，如下：
1、線性負載linearload
當施加可變正弦電壓時，其負載阻抗參數（Z）恒定為常數的那種負載。

2、非線性負載non-linearload
負載阻抗參數（Z）不總為恒定常數，隨諸如電壓或時間等其它參數而變化的那種負載。

從以上的說明可以看出，這兩種負載的本質區別是，在正弦電壓的作用下，其阻抗值是否改變。而和它們是容性負載或感性負載沒有關系。在線性負載中，有電感性的，有電容性的，也有純電阻性的。功率因數不盡相同，但只要符合上面的條件，則都是線性負載。不要認為只有純電阻性的負載是線性的，而感性和容性負載則都是非線性的，那是不對的。不要把線性、非線性的問題，和功率因數的問題混同起來，這是兩個不同的概念。

線性負載和非線性負載的一個本質區別，就是在正弦電壓作用下，線性負載的電流也是正弦的。而非線性負載的電流則是非正弦的。

在諸多負載中，非線性負載很復雜，電流波形種類很多。有尖峰的、有雙峰的等等。為了說明非線性與線性電流差別的程度，用一個參數來表示，這就是峰值因數。在GB/T7260.3標準中是這樣說的：

3、峰值因數peakfactor

周期量的峰值對方均根值之比。
注：術語"尖峰因數"（crestfactor）與此同義。

一般最大峰值因數的負載是臺式個人計算機，峰值因數約為2.7。一個計算機系統的電流峰值因數約為2.3左右。正弦電流的峰值因數則是1.4。所以一般UPS都把能帶非線性負載的峰值因數定為3，完全能滿足負載的需要。特別是大型的UPS的峰值因數為3，更沒有問題。只有極個別的小型UPS把峰值因數定為5。

對于峰值因數的的認識，有一個問題需要引起人們的重視，那就是有人認為，峰值因數是指負載啟動時的啟動沖擊電流的倍數，按這個數據來要求UPS的峰值因數，這就不對了。

UPS所帶的負載大多是計算機設備，通信設備等，這些設備又多是非線性負載。因此，UPS能否帶非線性負載，能帶多少非線性負載，帶了非線性負載又會造成什么影響等，這些問題是制造廠/供應商所關心的問題，更是廣大用戶所關心的問題。但是非線性負載五花八門，總得有一個大家共同認可的衡量標準。因此，IEC標準中便制定了一個基準非線性負載（Referencenon-linearload），做為標準性的附錄列入自己的標準中。在我們這個國標中也在附錄E中給出了這個基準非線性負載電路，如下圖：


GB標準中也規定了各個參數的數值。例如，在某一負載量S下，可調電阻R1與串聯電阻RS應消耗S的0.7，即功率因數為0.7，負載電壓的紋波電壓為5%。UC=1.22U，R1=UC2/0.66S，RS=0.04U2/S，C=0.15/R1。單個非線性負載容量最大為單相33KVA。
在使用時，對于單相UPS，調節R1使其功率達到UPS的輸出額定功率，最大不超過33KVA。對于三相UPS，可用三個相同的單相基準非線性負載，分別接在各相電壓上，或分別接在各相間電壓上（視其設計而定）。構成三相平衡負載，最大容量不超100KVA。

這就是GB/T7260.3-2003標準的有關內容。在2000年發布了一個部標?YD/T1095-2000通信用不間斷電源—UPS》通信行業標準，雖然根據EN和IEC標準也選用了這個基準非線性負載，但是在使用說明上卻有所不同。

我國這個通信行業標準附錄A中的A4非線性負載與UPS的連接中的A4.1（單相UPS33KVA以下的），和A4.3（三相UPS100KVA以下的）的規定。它和我們的國標EN、IEC、我國的GB標準的規定是完全相同的。

問題出現在當UPS額定容量單相超過33KVA，三相超過100KVA的連接方法。即我國這一通信行業標準的A4.2和A4.4與GB標準就有所差別。

這個通信行業標準規定為：
A4.2對于額定容量大于33KVA的單相輸出UPS，可用容量為33KVA的非線性負載，僅增加線性電阻與R1并聯來獲得滿足UPS要求的視在功率及有功功率。

這個意思很明確,就是再用線性負載電阻直接與R1并聯,并調節使整個非線性負載的容量分別等于被測UPS的額定輸出的視在功率和有功功率值(一般大功率UPS負載功率因數為0.8),實際上是做了一個更大的基準非線性負載.

但是GB標準卻不是這個說法,現錄下:
a）與我國的這個通信行業標準內容相同(略)
b)額定值在33kVA以上的單相UPS，使用表觀功率為33kVA的基準非線性負載，再加上線性負載，使之達到UPS的額定表觀功率和額定有功功率。

這個意思也很明確，就是33KVA的非線性負載調好后便不再動了，做為一個固定設備。若單相UPS容量超過33KVA，在基準非線性負載的外面并上線性負載。當然不是純電阻性負載。用這個線性負載加上33KVA的非線性負載，調整到UPS要求的額定負載的視在功率和有功功率。并不是加一個線性電阻與負載電阻R1直接并聯。而是一個線性負載加上一個33KVA固定非線性負載。

這兩種接法顯然是不同的，二者對UPS作用的結果也不會是一樣的。例如，一臺100KVA的單相輸出UPS，按照GB標準用一個33KVA的基準非線性負載，再并上一個約67KVA的線性負載調節合適即可進行檢測。可是按照我國的這個通信行業標準就要改變非線性負載R1的數值，使總容量達到要求的100KVA的數值，以進行檢測。當然，我國的這個通信行業標準要嚴的多。

對于容量超過100KVA以上的三相UPS的非線性負載的連接，我國的這個通信行業標準規定如下：
A4.4對于額定容量大于100KVA的三相輸出UPS，可采用上述第3條非線性負載（即3個33KVA非線性負載分別接在三相上—本文作者注），然后在每個線性負載上增加線性電阻，使其總容量達到UPS所要求的額定容量及有功功率。
這和單相的UPS一樣，在每個非線性負載的電阻上再并聯電阻，使總容量達到UPS要求的數值。

而GB標準寫的也很清楚：
c）與我國的通信行業標準的內容相同（略）
d)額定值在100kVA以上的三相UPS，根據c)款，應使用100kVA的基準非線性負載，再加上線性負載，使之達到UPS額定表觀功率和額定有功功率。

對于容量大于100KVA的三相UPS，兩種標準的差別與容量大于33KVA單相輸出的UPS相同。都是把線性負載加在什么地方的問題。

我國的這個通信行業標準選用了EN標準的這個非線性電路,但在使用上卻不盡相同.要求的嚴格的多。二者顯然是不同的。
我國市場上的UPS很多是進口設備,特別是大容量UPS都是進口設備.歐洲UPS廠家都標明自己的產品是符合EN50091(或IEC)等標準.在標寫具體性能指標時,對于容許非線性負載能力的標注上,有不同的處理方法.不少UPS都不標明這一項,有的籠統標注符合EN50091-1標準不具體寫明數據,也有的廠家認真細致一些,對容量大于100KVA的三相UPS,則寫為按照EN50091-1標準為100KVA.

如有個著名品牌UPS的技術性能指標就是這樣寫的:
Outputnom.power100—800KVA
Permissiblenon-linearloadAccordingtoEN50091-1100KVA

若一臺三相800KVAUPS,它是按照EN標準可帶100KVA基準非線性負載,再加上并聯的線性負載調到800KVA(640KW).那么這樣一臺UPS拿到中國來檢驗是合格呢?還是不合格呢?按照上述我國這一通信行業標準應帶800KVA的非線性負載,能通過嗎?若通不過又怎么辦?

在實際操作上,我國的這個通信行業標準也有些實際問題.例如,A4.2對大于33KVA的單相輸出UPS,僅增加線性電阻與R1并聯.若檢測一臺100KVA的UPS,多并電阻是很容易辦到的,電阻總值為原來的1/3左右,其它器件呢?電容不變,電壓紋波還能保證5%嗎?電流為原來的3倍,二極管、串聯電阻會不會燒毀呢?能按照這個標準所說的僅增加并聯電阻就可以了嗎?顯然是不能應用的。

從以上的分析可以看出，這個部標在這點上，是有問題的，它不符合國際標準和我國新推行的GB/T7260.3標準