| 摘要：本文通过大容量工频UPS和高频UPS进行原理分析、拓扑对比、实测数据分析和性能对比，全面总结了大功率工频UPS和高频UPS的优缺点和选配原则。 |
某型号高频UPS的电池变换器采用高频Buck/Boost拓扑结构，变换器缺少必要的滤波装置。因此充电电压和电流耦合大量高频分量，在现场实测数据如下图：
3）可靠性降低。
自1947年底首个晶体管问世，随后不到十年，可控硅整流器（SCR，现称晶闸管）在晶体管渐趋成熟的基础上问世，至今晶阐管已历时半个多世纪的发展和革新，耐受高电压，大电流晶阐管技术已非常成熟，其抗电流冲击能力非常强。晶阐管是半控器件，不会出现直通，误触发等故障。相比而言，80年代初问世的IGBT（绝缘栅双极晶体管）有许多优点，其开关频率可在几K至几百KHz之间，是目前高频UPS主要功率器件。但是，IGBT工作时有严格的电压，电流工作区域，抗冲击能力有限。在可靠性方面，IGBT一直比晶阐管差。根据大量的数据统计，采用晶阐管的整流器故障率远远低于IGBT整流器的故障率，前者大约为后者的1/4。
工频机通常采用SCR整流器，而高频机多采用IGBT整流器。因此，工频机在可靠性方面优于高频机。而大功率UPS可靠性是用户关注的第一要素。目前市面上销售的多款国际知名品牌工频机产品在用户端都有很好的口碑。并通过了长时间和复杂电网的实际验证。
高频大功率UPS还有诸多缺点，详见附件：
附：大功率工频UPS和高频UPS技术对比表：
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高频机
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工频机
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1
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采用IGBT整流技术，根据统计数据，IGBT整流故障率远高于可控制硅整流
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采用可控硅整流技术，系统可靠性高
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2
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输出有高次谐波，高频谐波耦合在零线上，可能抬升零地电压。很难满足的场地需求
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输出配置隔离变压器，零地电压增量为零，更可靠保证负载运行
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3
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逆变器直接挂接负载，抗负载冲击能力弱，降低逆变器的可靠性
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输出隔离变压器自身短路阻抗的作用及高频衰减隔离特性，使得工频机具有很好的抗负载冲击能力，降低负载突变和短路对UPS的影响
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4
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逆变器直接带载，带不平衡负载能力弱
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通过变压器的负载重新分配，提高了UPS带不平衡负载的能力。
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5
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负载直挂，带非线性负载的能力弱
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输出变压器具有3N次谐波电流的隔离能力，带非线性负载的能力强；
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6
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无输出隔离变压器，在UPS故障的情况下存在输出直流电压损坏负载的风险
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即使在UPS故障的情况下也不存在输出直流电压的风险，负载更加安全可靠；
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7
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主路旁路N线必须相同，因此无法实现主旁路不同源配置
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可以实现主旁路不同输入源的配置方案，满足高可靠性场地的配电要求；
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8
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某些厂家的高频机输入零线中断时，UPS无法正常工作，当市电和柴油发电机切换时，因零线短时“缺失”可能出现“零偏”故障，造成输出闪断，负载掉电的重大故障
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隔离变压器重新生成中心点，UPS输入零线中断时可正常工作。
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9
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采用专用充电器，充电能力弱。只能满足短时间(5-10分钟)后备电池的充电能力，长延时配置时电池充电能力不足，电池寿命严重缩短
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电池直接挂接母线，在负载不足满载时可将剩余的整流器容量用于充电，特别适应中国客户长延时配置后备电池的需求
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10
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电池与逆变器之间增加了电压变换电路，降低了电池放电时系统效率，同等负载时需配置更多的电池。且系统可靠性降低
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电池直接挂接母线，逆变效率高，节省电池的配置容量
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不可否认，高频UPS有一些优点，但目前就技术发展和成熟度而言，大功率高频机有许多缺点还需要进一步技术优化和升级。某些厂商推出的大功率高频UPS仍在试用阶段。在可靠性第一原则下，使用在重要场合的大功率UPS，仍然以工频机为首选。
责任编辑：scarlett
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