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中电普瑞科技有限公司第1页共7页DVR与UPS的比较1DVR产生的背景现代社会中，输配电网络已趋近完善。但输配电网络的自然属性仍造成无法避免的电能质量问题。当电站倒闸操作重组电力潮流、各种故障瞬间被切除、大容量冲击性负荷突然投入时，电压跌落便不可避免的发生。国际公认电压跌落问题是最严重的电能质量问题。在我国，有统计表明约有85%以上的电能质量事故是由电压跌落造成的。高科技发展的今天，动态电压跌落不仅造成计算机丢失信息、甚至死机，而且还会造成敏感设备如PLC控制器、变频调速、各种数字设备等跳闸或损坏。进而导致生产流水线停工、电机停转等生产事故。许多配备精密加工生产线的企业因此遭受惨重损失。电压跌落的解决办法可以有很多，大到热备用电机，小到蓄电池。高新技术企业相对负荷轻，产出附加值高，可以采用大容量UPS，昂贵的飞轮储能，甚至燃料电池等相对合理的方案。大规模复杂生产线也可采取相应措施。如安装小型UPS以解决机器人程序控制、生产线过程控制系统中关键点的电源问题。为控制环节增加延时躲避电压跌落。甚至增加生产线值班人员、巡检次数。然而，过程控制系统的分散性不能使少量的UPS解决所有程序控制问题，跌落仍会造成动力设备频繁退出运行。为躲避跌落而做的应急方案使生产系统性能变差。增加劳动力使生产效率降低。重大事故的隐患并没有消除。随现代大功率电力电子、计算机、通讯技术的快速发展，市场上已出现大容量UPS、动态电压调节装置DVR用以解决电能质量问题。这两种电能质量解决装置在结构上都采用类似的大功率逆变器、整流控制环节等，但各自也有不少不同点。这里列写两种装置结构、功能、应用的异同，为二者的比较提供参考。2DVR原理图1为串联型动态电压调节器（DVR）的工作原理示意图。动态电压调节器串联在系统供电线路和负荷之间。当供电线路发生电压跌落时，动态电压调节器中电普瑞科技有限公司第2页共7页可在典型时间3毫秒之内产生和跌落电压幅值相等、相位相同的补偿电压，叠加到欠压相上，使负荷侧电压保持稳定，确保负荷安全运行。图1串联型动态电压调节器工作原理示意图3UPS工作原理图2为UPS工作原理图，当市电正常供电时，市电经整流滤波回路及平波吸收回路后，分为两个回路同时动作，其一是经由充电回路对电池组充电，另一个则是经整流回路，作为变流器的输入，再经过逆变器的转换提供净化过的交流电力给负载使用；此时若市电发生异常，则变流器的输入则改由电池组来供应，变流器持续提供电力，达到短时间内完全不断电的效果。图2，UPS工作原理图中电普瑞科技有限公司第3页共7页4DVR、UPS比较4.1主工作电路不考虑未经升级换代的UPS技术。DVR与现代UPS比较，结构与工程应用配置上有许多相似部分。都具有模块化结构：输入整流滤波、平波电容吸收回路、逆变器、输出及滤波回路。不考虑同种规格下器件参数选择的差别性，它们的工作电路主结构是一样的。都可以配备静态开关旁路系统，并可选配手动维修旁路。其主要作用在于防止设备主电路发生故障时设计理念上，UPS与DVR都采用最先进的高科技光纤、通讯、全数字化的计算机、流行的人机界面监控界面及接口。都配备完善的保护功能。当过载、过压、欠压、频率异常时能自动保护装置本身（可进行从软件进行动作值设定）。都可配备输出、输入隔离变压器，满足工业应用的需求。4.2应用领域DVR是一种电压跌落抑制装置，可以有效防止电压波动对负载的影响。DVR更适合应用于大规模复杂生产线或其敏感环节保护的场合。UPS是一种不间断电源系统。在UPS不间断系统中，可以说蓄电池是这个系统的支柱。没有电池的UPS只能称作稳压稳频(CVCF)电源，没有实际应用价值。在市电异常时，逆变器直接将蓄电池的化学能变成交流电能输送出去，使用电设备得以连续运行下去。通常在失去外部电源后，依赖配置不同容量的蓄电池，UPS还可以维持十几分钟至几十个小时的供电。UPS非常适合计算机重要数据备份及维持金融系统运行的场合。4.3免维护能力DVR利用直流电容进行平波稳压，摒弃传统的电池元件，因此没有维护，更中电普瑞科技有限公司第4页共7页换电池的需要，大大减小了维护费用和工作量。其更可适合工业环境的免维护要求。UPS电源中广泛使用的免维护密封铅酸蓄电池，不仅实际维修成本偏高，更约有50%以上的UPS电源故障与UPS蓄电池有关。一般正常使用的UPS，其电池寿命在5年左右，但目前国内有相当部分UPS电池在投入使用不到1年就开始出现问题，更有甚者，有些进口品牌的国产电池在制造工艺上存在先天的缺陷。值得注意的是许多使用单位由于缺乏必要的测试维护手段，根本不清楚自己系统UPS蓄电池的健康状况，为UPS系统正常工作留下隐患。UPS蓄电池的维护与一般低压系统蓄电池的维护类似，当引进新电池时，要求工程验收，进行深度放电；当新电池投入使用后，要求保持适宜的电池工作环境温度，要求定期测量各电池端电压，当各电池压差过大时，要进行均充，要求定期对电池进行试探性容量试验或深度放电，以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。平时维护主要从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20－25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池，设计寿命普遍是5年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。定期充电放电。UPS电源中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60％。在这个范围内，电池的放电电流就不会出现过度放电。UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使中电普瑞科技有限公司第5页共7页用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2－3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。及时更换废/坏电池。目前大中型UPS电源配备的蓄电池数量，从3只到80只不等，甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组，以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中，因性能和质量上的差别，个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个/些电池出现损坏时，维护人员应当对每只电池进行检查测试，排除损坏的电池。更换新的电池时，应该力求购买同厂家同型号的电池，禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。但是实际运用中，由于各种条件的限制，UPS蓄电池的维护很少有人完全按照上面所述进行。首先，新电池验收，由于时间长，又无方便工具可供利用，有相当多的人根本没有做这一工作即将电池投入使用，据统计，在国内约有95%以上的UPS电池缺乏必要的维护，这为日后UPS供电故障埋下隐患。其次，新电池投入使用后，由于一般UPS电池是装在柜子里，测量、脱离都不方便，很少测量端电压，定期深度放电更是无从进行；依现有条件(98%以上的UPS电池没有安装监控设备)，广大维护人员所能进行的只有每隔一段时间，关闭市电让UPS电池对实际系统放电一段时间，充其量只是让电池组活化一下，以保持电池的活性，而对于电池的性能优劣及各节电池的剩余容量等重要数据还是无从知晓。4.4运行效率系统输入电压正常时，DVR工作在电子旁路状态，只有在发生电压跌落的情况下进行补偿。因此，DVR具有能耗小的显著特点。DVR工作效率通常大于98%。UPS运行效率通常在70%之间，在不考虑蓄电池损耗的理想情况下，可以达到92%左右。中电普瑞科技有限公司第6页共7页4.5故障率一年当中，DVR绝大部分时间工作在电子旁路状态，只有在发生电压跌落的情况下进行补偿。除了蓄电池维护方面的原因，DVR内部电容元件的使用率低，运行环境相对UPS而言大大优化，因此DVR装置中的器件使用寿命更长，故障率更低。4.6占地面积DVR装置中不含蓄电池等大容量储能元件，因此体积相对较小。4.7适配性DVR可串联在生产线上的任何重要负荷输入侧，且适应容性负载和感性负载。UPS通常对负载有功率因数要求，通常要求在0.7至-0.9之间。在考虑与负载的适配性方面，DVR装置具有较强的过载能力，选择DVR容量与负载相等即可。UPS通常要考虑1.5倍的适配裕度。4.8远程监测功能DVR属于现代技术和现代生产结合的产物，通常都配有GPRS网路远程检测功能。其具有超远程工作状态监测、运行参数显示、事件记录和录波功能，可使专家远程分析电能质量问题和持续改善提供依据。4.9DVR、UPS比较列表DVRUPS应用领域复杂的现代化生产线或生产线中的敏感环节重要计算机数据备份金融系统、通讯系统运行可靠性多重冗余保护结构更简单，故障环节少可靠性更高，多重冗余保护符合适配性适配性强过载能力强可串联在生产线上的任何重要负荷输入侧，且适应任何容性负载和感性负载容量匹配与负载一致要求功率因数0.7至-0.9之间匹配负载时，要有1.5倍左右冗余容量。损耗损耗小损耗大运行效率运行效率高，一般大于98%。运行效率低，一般在70%左右。中电普瑞科技有限公司第7页共7页在不发生电压跌落的同时，采用电子旁路工作方式，运行效率由此得到提高。UPS不论市电是否正常，它都一直由逆变器供电，即按照“市电输入→整流→逆变→输出”的顺序进行，只有在逆变器故障或过载时才改由旁路输出，致使UPS的运行效率大大降低。占地面积占地面积小装置中不含大容量储能元件，因此体积相对较小占地面积大维护工作寿命长，免维护无储能元件，因此寿命长，免维护。寿命短，维护麻烦蓄电池是UPS的核心部件，目前，被广泛使用的是密封式铅酸蓄电池，它的成本占有整个UPS电源成本的一半以上，但蓄电池的维护要求高：适宜的电池工作环境温度、要求定期定期对电池进行试探性容量试验或深度放电、及时更换废/坏电池等，这都需要大量的人力。每年维护费用无蓄电池更换与维护费用高。运行电费用高远程监测手段有一般没有