附 录 H
(资料性附录)
输出电压瞬态偏差特性的确定
引言
用5.3.1中图1、图2、图3和相关条款定义的电压下限/电压上限值来表征本瞬态偏差,其测量从下述单一次事态的瞬变过程的开始瞬间起,到输出电压波形恢复到稳态情况为止。
a) 运行方式转换(例如正常/储能);
b) 施加或切除阶跃负载。
在此不考虑UPS以外的随机单次瞬变或多次快速突发瞬变因素在输入电源中引起的,并耦合到UPS输出的影响。
稳态条件输出波形中连续重复的次周期瞬变的影响,通过有关条款所要求的谐波含量测量来分别确
定。
本试验目的是由稳态值确定电压 - 时间面积的损失,或由于方式的转换或阶跃负载而引起的瞬变期间的影响。UPS将受到连续半波实时基值的影响,直至达到稳态。
由于缺乏适用于所有负载设备的电压允差与时间关系的标准曲线,所以根据UPS行业的实际经验确定了5.3.1中图1、图 .2和图3所示的适用于线性和非线性负载的曲线。
负载对这些瞬态过程的敏感度与负载类型有关,而测量的目的是为了说明UPS能充分承受的负载类型。
对于所允许的不同试验方法,则与UPS设计特性有关,但为了实现对用户说明的通用方式,制造厂商的说明只需指出符合5.3.1 中的图1、图2和图3,如附录D中UPS的分类方法所要求的那样。
H.1 一般考虑
动态试验必须考虑输出波形的差异,线性和基准非线性负载的影响及UPS电路结构的差别。
H.1.1 输出波形
本标准含盖的UPS,其波形范围从纯正弦波到方波。
为承载线性和非线性两种负载而设计的UPS一般属正弦波类。
仅为承受电容输入型整流器非线性负载而设计的UPS,可能需要有承受整流器负载中电容能量需要的任何波形的能力。
H.1.2 线性和非线性负载
有时包含磁性组件的线性负载对基于半波的电压-时间(积分)面积之增加 / 减少比较敏感。对这些负载,测量准则是改变所期望的方均根值。
通常这种负载允许单次瞬态偏差不超过电压标称方均根值的200%,如果持续时间不超过1ms,就不必考虑。
当供电电压超过负载电容器电压时,基准非线性负载只吸收电流,因此降低电压峰值更为有效。这种负载很能容耐各种波形,因为其电压-时间(积分)面积的要求是只需要补充电容失去的能量。在一般实际使用中,甚至失去半周期电压,也无不利影响,因为,在这期间电容器的功能是储存和向负载供能。对这种负载的动态特性的限值,是为保证在瞬态试验期间负载电容器的电压维持在规定的限值之内。
H.1.3 UPS电路结构
在运行方式改变期间,电路结构对动态性能可能有影响。
为线性负载设计的UPS,一般属于连续工作制类型,或互动类型,在这种UPS的各供电电源之间,采用了负载电流不间断的电子切换,通常称之为不中断切换。
仅为非线性负载设计的UPS,主要是额定kVA较小的单相UPS,只需考虑负载电容的能量要求,通常装有一个供各电源之间转换的开关装置。性质上这种开关装置可以是机电式的,它可能在1ms至10ms的转换时间内完全没有输出电压。验收准则是在运行方式转变和阶跃负载两种条件下,负载电容器电压维持在规定的限值内。如果合适,对这类UPS说明线性负载特性的目的只是为了确定开关装置之切换时间。
为两种负载设计的UPS必须保持线性负载的方均根值在5.3.1中图1或图2之内。
对于使用在非线性负载,准则是保持负载电容器电压在规定的限值之内,等效于5.3.1中图3的正弦波限值。
H.2 试验方法和仪表
瞬态计算方法的选择取决于所用的测试设备,以及对被计算波形准周期基本方法测量能力的改进。
H.3 正弦输出电压波形
对于正弦波形,用示波器或图形记录仪观察输出波形,对连续出现的半周波实时偏差可以通过半周波基本方法作十分正确的测量,如有必要,可以附加数学计算。
另一种方法是将UPS输出波形与基准波形相迭加,例如,比较其波形形状、幅度和频率,以得到随时间而变化的瞬时差异。这种总体差异(指波形形状、幅度和频率)被用于计算电压偏差。如果在瞬态期间UPS输出波形与基准波形之间有相位差,则这种方法会有误差。
H.4 非正弦输出电压波形(梯形波/准方波/方波)
这类波形一般只用于供给整流器/电容器类型的非线性负载,这种负载只是在UPS输出电压超过负载电容器电压时,吸取脉冲电流。可用图H.2试验电路检验验收。
在基准非线性负载状况下,即使观察UPS输出电压波形,也可看到短时准周期瞬态对负载功能没有实际的影响。
在阶跃负载状况下,当施加或卸去附加负载时,只须考虑出现在所连接负载电容电压的变化。这也适用于带100%基准非线性负载下运行方式变化的情况。
H.5 电阻性负载试验方法--运行方式改变/阶跃负载
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用UPS供电给100%电阻负载,在瞬态开始时,监视负载电压和电流。
观察电压波形是为了确定随电流波形一起的电压偏差,以确定负载电流的任何突变。
UPS装有一个开关装置,以便将负载在几个UPS输出之间转移,装置的转换/开关时间由电压/电流测量来确定,并按5.3.1 中图1、图2或图3表征。
H.5.1 阻性阶跃负载
采用图H.1试验电路,在每种运行方式下,按6.3.7.1的要求施加多次负载阶跃,观察输出电压的变化,并且计算超出偏差的时间,以表明是在5.3.1中图1、2或3的限值内。
H.6 基准非线性负载试验方法--运行方式的改变/阶跃负载
采用图H.2的试验电路,UPS 在100%额定负载下,监视基准非线性负载的电容器电压,当运行方式开始改变瞬间,观察电容器电压的变化,它应保持在5.3.1中图1或图2规定的允差内。
H.6.1 基准非线性阶跃负载
采用图H.2试验电路,按照6.3.8.5、6.3.8.6增加或减少所需阶跃负载。当施加或切断其它阶跃负载时,监视连接到UPS基本负载上的电容器电压。
观察电容器电压变化,它应保持在5.3.1中图1或图2规定的允差之内。
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