李成章

(维谛技术有限公司，北京 100027)

1 提高高频机UPS的效率和可靠性的发展历程

近年来，由于云计算、大数据技术、5G以及互联网+等市场需求的爆发式增长，在数据中心供电系统中越来越多地选用高频机UPS产品，因其是同工频机UPS产品相比，具有效率更高、占地面积更小、重量更轻和价格更低等技术优势。

基于国家对新建数据中心PUE要求越来越低的客观需求(注：PUE要求从十二五的应<1.5降低到十四五的<1.3)，提高UPS效率已变成各生产厂家和用户的主要关注重点。在此背景下，近几年内高频机UPS效率的提升速率更是被显著加快。

近年来，因逆变器脉宽调制技术的不断创新所带来的高频机的效率 vs.带载率的运行特性的不断改善趋势以及其技术参数的对比分析被分别示于表1中。

需要说明的是：在2020年,已有逆变效率高达97.5%的新产品可供用户选用。

高频机UPS的效率 vs.带载率运行特性的不断改善的对比分析表 表1

2 为提高高频机UPS可靠性，配置抗瞬态过压保护部件的必要性

众所周知,为确保UPS能安全可靠地运行，应对其输入电压的变化范围设置必要的保护阀值。如图1所示,对于高频机UPS而言，其所允许的稳态输入电压保护阀值为380V的-36% ～+20%。-36%是为防止出现电池放电而设置的欠压输入保护值，+20%是为防止出现输出闪断/输出停电、电容爆炸、电池放电等故障隐患所设置的过压输入保护值。

图1 UPS运行工况

通过长期对传统高频机UPS故障历史记录的分析发现：传统高频机UPS，的确能对缓慢变化型输入稳态过压故障提供可靠的输入过压保护，然而在其运行中,对于因10kV市电闪断/停电、大容量ATS输入开关执行切换操作、多次利用UPS的输入开关执行开通和关断操作来激活电池组的操作、邻近高能耗用户突然执行拉闸等操作时，就可能诱发出持续时间仅20ms左右的输入瞬态过压故障。……