UPS应该具备的电性能指标是由UPS应具备的7个方面的功能决定的，除了对一般电子设备的物理环境和安全方面的要求外，这里主要针对与UPS设备及供电系统有关的6类要求:

（1）对电网环境有很强的适应能力;

（2）应向负载提供符合要求的高质量电源;

（3）有很强的输出适应能力和可靠性;

(4)UPS系统配置功能;

(5)UPS智能管理与通信功能;

(6)有很高的可用性与维护性。

下面列出了6类近30条UPS的性能指标，并针对为什么要规定这些指标，指标的物理概念是什么，负载对每项指标的要求是什么，每项指标的定义和检测方法是什么等问题，逐条加以说明。

UPS对电网环境的适应能力
　　
对电网环境的适应能力是UPS设备最重要的功能，是它能否推广使用的首要因素，在这方面的电性能指标主要有以下儿个。

(1)容许电网电压幅值变化的范围

这是一项能代表UPS性能优劣、产品说明书中必须明确的重要电性能指标，它代表着UPS变换器对输入电压偏离正常值时的调控能力，同时也可反映UPS的输出容量和容量余量。

当电网电压幅值的变化范围超过UPS的设计值时，与负载过载一样，UPS变换器进入超常工作范围，必须转电池逆变工作状态。此范围的设计值越大，在电网电压幅值变化的过程中，UPS转换到电池逆变工作的次数就越少，电池就有更多的时间处在容量充足的备用状态，一旦电网电压大幅度跌落或者供电中断时，UPS才能有效地发挥不停电供电的功能。

电网电压幅值的实际变化范围随电网供电容量的大小、输配电设备质量的好坏、用电负载量的大小等条件的不同而有很大的差别。在供电条件较好的城市和工业区，变化范围通常限制在士15%左右，而在供电条件较差的农村和边远地区，变化范围要大得多，有时甚至达到20%一30%。通常人们认为UPS的输入电压范围越大越好，这样可以在市电电压波动时减少UPS转换到电池供电的次数，延长电池寿命，但输入电压范围过大时，也会提高UPS成本并降低运行效率及可靠性。

当市电输入电压幅值接近输入电压额定幅值时，UPS的整流器(特别是PFC高频整流器)和逆变器都工作在设计最佳状态，而输入市电电压过高和过低时，都会加大整流器的负担，UPS设计时应充分考虑到市电偏差极限时整流器和逆变器的功率余量(包括功率管的电压电流容量、电容器的容量和耐压、输入断路器的电流限值和导线容量等)。当输入电压范围过大时，成本必然会大大提高，况且即使有足够的功率余量，当UPS工作在输入电压偏差极限时，因工作状态的恶化，UPS的运行效率和可靠性以及使用寿命等也会明显降低。

特别应该提示的是，当输入电压处于上下极限值时，例如超过士10%，UPS就会失去转旁路运行的功能。其原因是，为了确保UPS在执行主交流市电逆变供电和市电旁路供电的相互转换过程中对负载的供电不会出现中断，两种输出方式在转换过程中是存在供电重叠时间的，如果市电电压过低或者过高，就会在UPS逆变输出与旁路输出之间出现过大的电压差而产生过大的环流，这会损伤逆变器并对系统形成干扰，所以UPS通常把转旁路时的输入电压范围限定在兵士10%，这也是负载通常所能接受的电压范围。对于一个允许输入电压范围在士20%一士30%的UPS，当输入电压幅值超过士10%时会失去转旁路的功能，进入系统异常运行状态。在这种情况下，一且负载过载、逆变器故障或者机内环境温度过高，UPS就执行"自动关机"操作，使负载供电中断;或者执行有间隙的转市电旁路供电，即先断开逆变器输出，再接通市电旁路开关，使负载供电中断时间在100ms以上，并且在转换前后出现电压幅值的突变，这显然是负载所不允许的。

对于大功率UPS，电池充电电压直接取自整流器输出的直流母线电压，当电网输入电压过低时，就无法保证向电池提供足够的浮充电压，电池实际上处在放电状态，因此就不能保证有足够的储各能量。当电网发生故障转电池逆变工作状态时，也就不能保证所需要的不停电备用时间。

UPS厂商提出的可靠性指标肋朋F@实际上是包括转静态旁路供电的，叨?S不能转旁路时，其可靠性指标要低得多，例如带转旁路功能的UPS的MTBF值是10万小时，当该UPS不能转旁路时，其M朋F值通常只有3万小时左右。

基于以上原因，对于那些电网电压波动范围过大的地区，最好在UPS前级配置适当的交流稳压设备。

(2)1UPS输入功率因数

UPS作为供电系统的一个重要环节，同时又是电网的负载，因此与其他负载一样，它的输入功率因数同样是衡量它是否对电网形成在污染的一项重要的电性能指标。输入功率因数低，就意味着它在从电网吸收有功功率的同时，还要吸收较多的无功功率，其结果是增大系统的配置容量，影响系统的供电质量，降低UPS的工作效率，增大UPS系统的运行成本。如果配置一台输入功率因数为0•8，输入功率为lOOk讽的UPS，在UPS输出满负荷的情况下，叨冶要从电网吸收8OkW的有功功率，同时还要吸收6OkW吹的无功功率，那么就需要对该系统配备至少150k讽的用电容量。如果用柴油发电机供电，就需要2一4倍容量的柴油发电机系统，当然配电设备(开关、变压器和传输等)的容量和成本也要大幅度地增加。

各种电路结构形式的UPS的输入功率因数也不同，后备式和线交互式UPS的输入功率因数等于UPS输出负载的功率因数。当市电正常时，它们的调压环节不具备功率因数调控功能，但它本身也不对电网增加功率因数的失真。传统双转换式UPS的输入端AC仍C变换器是可控整流滤波电路，由于高次谐波的影响，其输入功率因数很低，满载时只有0•8左右，而且与皿?S输出负载的性质无关。在输入端配置了12脉冲整流环节和1I次滤波器的UPS，在满负荷情况下输入功率因数可提高到0•95，在输入端采用了高频整流PFC(高频机)的传统双转换式UPS以及由高频变换串并联补偿电路构成的UPS(Delb变换技术，它的串联变换器是一个理想的正弦波电流源，实际上等效为一个典型的功率因数校正电路)，输入功率因数都很高，在很大的输入电压和负载范围内都可达到0•99，而且与UPS输出负载性质无关。

电力部门对用电设备的输入功率因数是有要求的，特别是大功率用电设备，其输入功率因数应在0•95以上，当不满足要求时，就必须配置无源或有源功率因数补偿环节和设备。如果叨，S的AC仍C变换器由6脉冲整流改为12脉冲整流，并配置相应的电感电容滤波环节，可将这类UPS的输入功率因数在设计额定负载时提高到0•95以上，但整机成本要增加20%左右。当叨?S输出负载量低于设计额定值时，其滤波功能就要明显地降低，而且当输入电压波形失真过大时，可能会引起输入滤波环节的振荡，危及UPS主机和电网的安全。

当系统对输入功率因数限制较严格时，还可以与UPS配套使用有源滤波器，它同样可以在很大的输入电压和负载范围内把输入功率因数提高到0•99(参看第4章第5节)。

(3)输入电流的谐波成分

当输入电压为正弦波时，输入电流的高次谐波成分形成的输入功率是失真功率，这是造成UPS输入功率因数低的一个重要因素(见第4章公式4-9、4-10、4-15)。特别是当输入端的AC/DC变换器是可控硅整流滤波电路时，实际上是由6脉冲整流构成相位可控的整流器(指三相输入的UPS)，再加上在可控硅的换相过程中存在着瞬间短路现象，因此在输入电流中存在着很高的谐波成分。与输入功率因数的情况一样，各种电路结构形式UPS的输入电流谐波成分也不同，后备式和线交互式UPS的输入电流谐波成分与UPS输出负载相同，它们本身并不增加谐波失真，传统双转换式UPS的输入电流谐波成分最高，典型值是30%。而且与UPS输出负载的性质无关;12脉冲整流可将这类UPS的输入电流谐波成分降低到10%，在UPS的输入端增加功率因数补偿电路PFC(高频机)后，可将这类UPS的输入电流谐波成分降低到5%以下;由高频双变换串并联补偿电路组成的UPS(Delta变换技术)的输入电流谐波成分最多也在5%以下，而且与UPS输出负载的性质无关。

输入电流谐波成分不仅是造成UPS输入功率因数低的直接原因，而且还对电网产生严重污染,其危害包括：

(1)对电网和使用同一电网的其他用电设备形成公害，影响变压器、发电机、电动机和电容器的正常运行，便其损耗增大、发热、绝缘老化、寿命降低;

（2）导致异步电机转矩降低、震动加剧、噪声增大;

（3）引起继电器自动保护装置误动作;

（4）导致计算机等精密电子设备运行不正常;

（5）对通信线路、测量线路产生辐射干扰，使测量仪器、仪表误差增大;

（6）影响电能计量精度。