UPS切换测试与废气处理系统运行参数整定课程 - 第1节

1.1 UPS 的定义与核心作用

UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）是一种能够在市电中断或发生波动时，立即为负载提供稳定、不间断电能的电力电子装置。它不仅是简单的备用电源，更是保障关键设备（如 PLC、DCS、废气处理风机控制柜）免受电网污染（浪涌、谐波、电压骤降）的核心屏障。

1.2 UPS 的分类与对比

根据逆变器与市电的协同工作方式，UPS 主要分为三类：离线式（后备式）、在线互动式、在线式（双变换式）。三者在切换时间、电压调节能力和适用场景上存在显著差异。

1.3 工作原理框图

以下为三种 UPS 类型的简化工作原理框图，展示了市电、整流器、逆变器、电池和旁路之间的能量流动关系。

1.3.1 离线式（后备式）UPS 框图

1.3.2 在线互动式 UPS 框图

1.3.3 在线式（双变换）UPS 框图

1.4 关键工作模式对比

在线式 UPS 的“双变换”架构使其在废气处理等工业场景中具有不可替代的优势。以下通过列表总结三种模式在市电正常与异常时的能量路径：

• 离线式： 市电正常 → 旁路直通负载；市电异常 → 继电器切换 → 逆变器从电池取电 → 负载。存在 4~10 ms 中断。
• 在线互动式： 市电正常 → 双向逆变器反向充电 + 市电经调节后输出；市电异常 → 双向逆变器正向从电池取电 → 负载。切换时间 2~4 ms。
• 在线式： 市电正常 → 整流器（AC→DC）→ 逆变器（DC→AC）→ 负载，同时浮充电池；市电异常 → 电池直接供给逆变器 → 负载，切换时间 0 ms。