| 摘要：工频机结构UPS和高频机结构UPS是按其设计电路工作频率来区分的。工频机结构UPS是以传统的模拟电路原理设计，由可控硅SCR整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。而高频机结构UPS通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。 |
表1两种结构UPS的性能指标比较
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项目设备
类型
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物理指标
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满足于500kVA且“N+1”冗余的情况
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条件
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高 宽 深 面积 重量
m m m m2 kg
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占地面积 总重量 每年节约电量
m2 t(吨)
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输入功率因数大于0.95
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400kVA工频机结构UPS
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1.9 2.28 0.875 1.995 2750
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18台（17+1）18台（17+1） 以400kVA
43 m2 50t（不含F） 工频机结构UPS为基准
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谐波滤波器（F）
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1.9 0.45 0.875 0.394
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600kVA高频机结构UPS
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1.87 2.42 0.83 2.01 1347
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11台（10+1）18台（17+1） 250万度
22.11m2 14.85t
（23 m2） （15t）
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每100kVA比工频机结构UPS节省5万度
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——采用400kVA工频机结构UPS产品时的净占地面积约43平方米，而采用600kVA高频机结构UPS的净占地面积约23平方米。
——采用400kVA工频机结构UPS产品时的总重量大于50吨，而采用600kVA高频机结构UPS的总重量还不足15吨。
——采用600kVA高频机结构UPS比采用400kVA工频机结构UPS每年节约250万度电。
据测算，节约250万度电相当于减少了1960吨二氧化碳的排放量。
③对外干扰
UPS的对外干扰一般有两种，一种是听得到的机械噪声，一种是听不到的电噪声，工频机UPS会产生这两种噪声，电噪声会影响机器的稳定度，机械噪声影响人的身心健康，降低工作效率。
而高频机UPS由于工作在20kHz以上，20kHz是人的耳朵听不到的频率，使工作环境安静下来。又由于一般的高频机UPS的输入功率因数高达0.99以上，几乎是线性，所以对外干扰几乎为零。
④体积和重量
工频机UPS由于配备输出变压器以及50Hz的电感电容等低频器件，使得体积、重量都很大。高频机在体积和重量上与之相比具有明显的优势。
⑤采用技术
工频机UPS早期采用的是模拟技术，现在一般发展为数字与模拟相结合的技术。模拟技术的可靠性要比数字技术低。而高频机UPS技术是一种全数字化技术，可靠性很高。
3.高频机结构UPS的技术发展和进步
目前，数据中心供电系统除了注重可靠性、可用性以外，节能减排是数据中心设备面临的重大问题，而作为为负载提供不间断电源的UPS供电系统，其自身供电效率的高低也部分决定了数据中心能耗的高低。一些用户在电子技术和设备技术突飞猛进的今天仍沿用以前的陈旧观念，认为工频机结构UPS是成熟可靠的，即使市场已出现高频机结构UPS的技术和产品，也认为高频机是新技术、新产品，在技术上不成熟。其实高频机结构（全IGBT）UPS早在1998年就已问世，而且容量在当时就已做到了480kVA，并经过了十多年的市场验证。
①单机容量
当前衡量UPS的技术高低和成熟水平的一个重要指标就是看其容量多大，这不但反映一个厂家的水平，也反映出这个厂家的技术实力和市场规模。IGBT在UPS中的应用最早只限于逆变器。这主要是因为IGBT的电流虽然做得比较大，但耐压等级尚不足对付变化很大的电压范围。经过这十多年的发展，IGBT制造技术也有了长足的进步，几经改进，已经达到了用于UPS整流器的条件。目前已有一些厂家将IGBT整流的高频机结构UPS容量做到了200kVA左右。与可控硅相比IGBT的电流容量与耐压还是有些距离，所以器件的并联就成了关键。但任何问题都是可以解决的，这其中就不乏佼佼者，比如少数厂家就将高频机结构UPS容量做到了500kVA，有的厂家更是突破了并联的禁区，一举将单机容量做到了1200kVA，覆盖了工频机结构UPS当前达到的全部容量水平。到此就完成了UPS全部IGBT化、高频化的进程。，
②模块化
所谓“N+X”模块化冗余UPS不但可以冗余并联、热插拔，而且必须是在一个机箱中至少有两个相同规格容量的单机，否则就和以往的多机UPS并联没有区别。一个中等规模的机房既可采用模块化UPS集中供电，又可以采用双总线方式供电，还可多机并联。目前模块化UPS产品几乎都采用高频化结构技术。
4、结语
综上所述，从性能和节能方面来讲，传统的UPS系统中由于采用工频逆变器，逆变效率不高，并配有工频变压器，体积庞大笨重、能耗高和成本高，已逐渐不适应目前节能减排的需求。而全IGBT高频机结构UPS历经10多年的发展，具有采用模块化设计，尺寸小、重量轻、扩容方便、运行效率高、噪音低、性价比高等特点，其技术和产品趋于成熟。随着半导体技术的日益发展，高频UPS在技术和市场方面的优势将越来越明显。
责任编辑：Kelly
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