F10辅助开关它主要体现在以下三个方面： 　　(一)F10辅助开关为各类用电设备提供后备电源，以避免突然断电给收费车道监控中心的各类设备造成损害，引起数据丢失与出错，影响正常的收费秩序； 　　(二)F10辅助开关可以消除供电系统中发生的诸如浪涌、谐波干扰、频率漂移、波形断续、电压太高或太低等现象，改良电源质量，使网络中各类设备的电子元部件免受破坏性损害； 　　(三)UPS还可以抑制电网中其他用电设备发生的诸如高频信号等杂波，以免除因杂波造成数据传输失效等故障，提高网络的靠得住性。 　　2、F10辅助开关UPS的分类与选型 　　当前手艺成熟并已形成产品的各类UPS，就其主电路F10辅助开关结构和不断电供电运行机制来看，主要有四大类： 后备式、在线互动式、双逆变在线式、双逆变电压抵偿在线式(delta逆变器)。 　　(一) 后备式 　　后备式是静止式UPS的最初形式，因为应用得早，用得普遍，F10辅助开关因而手艺和产品都是很成熟的，电路各环节的功能为：图1（略） 　　图1后备式 　　充电器：市电存在时，对蓄电池充电并浮充，如果是长延时UPS，就要求它有较强的充电能力，或外加相应容量的附加充电器。 　　DC-AC逆变器：市电存在时，逆变器不工作；市电失落电时，由它将直流电压(电池供给)酿成适合负载要求的交换电压，电压波形有方波、准方波、正弦波三种形式。 　　输出转换开关：市电存在时，接通输入电源向负载供电；市电失落电时，断开电网，接通逆变器，继续向负载供电。 智能调压：市电存在时，可调度稳定输出电压。 　　后备式UPS的性能特点是： 　　当市电存在时，效率高，可达98%以上；输入功率因数和输入电流谐波取决于负载电流，UPS自己不 发生附加输入功率因数协调波电流失真；输出能力强，对负载电流波峰系数、浪涌电流系数、输出功率因数、过载等没有严格地限制；输出电压稳定精度差，但能满足负载要求；整机要靠附加滤波电路提高UPS双向抗干扰功能；市电失落电时，输出有转换时间,一般可做到4ms左右,足以F10辅助开关满足负载要求；电路简单，成本低，靠得住性高； 由于输出有转换开关，受切换电流能力和动作时间的限制，UPS输出功率做大有一定困难，当前面市的后备式UPS多在2KVA以下。 　　(二) 在线互动式 　　在线含义是逆变器处于热备份状态，同时统筹了对电池充电的功能，提高了后备式UPS的功率容量，减小了市电失落电时的转换时间，提高了对输出电压的滤波作用。电路各环节的功能如下：图2（略） 　　图2互动式 　　输入开关：当市电失落电时(指电网失压)，断开开关，F10辅助开关避免逆变器向电网馈电。 　　智能调压：市电存在时，可调度稳定输出电压。 　　DC/AC逆变器：此逆变器可双向逆变，当市电存在时，逆变标的目的是AC- DC, 给电池充电并浮充；市电失落电后，逆变标的目的为DC-AC，由电池供电，连结UPS继续向负载供电。 　　在线互动式UPS的性能特点是： 　　当市电存在时，效率高，可达98%以上；输入功率因数和输入电流谐波成分取决于负载 电流，UPS自己不发生附加输入功率因数协调波电流失真；输出能力强，对负载电流峰值系数、浪涌电流系数、输出功率 因数、过载等没有严格地限制；输出电压稳定精度差，但能满足负载要求；因为逆变器直接接在输出端，而且处在热备份状况，对输出电压尖峰干扰有滤波作F10辅助开关用；市电失落电时，因为输入开关存在开断时间，至使UPS输出仍有转换时间，但比后备式要小；电路更简单，成本低，靠得住性高；逆变器同时有充电功能，省失落了后备式UPS的附加充电器，其充电能力要比附加充电器强的多，当要求长延时供电时，无须再增加机外充电设备；由于逆变器与输出直接接在一起，没有转换开关的限制，所以输出功率可提高到5-10KVA。 　　(三) 双逆变在线式 　　当前，绝大大都在线式，特别是大功率在线式UPS，大都采取了双逆变电路结构，电路各环节功能如下：(图3)（略） 　　图3双逆变在线式 　　逆变器(Ⅰ)：该逆变器为AC-DC单向逆变，当市电存在时，它完成对电池的充电，并通过逆变器(Ⅱ)向负载供电，该逆变器多为整流或可控整流电路；  　　逆变器(Ⅱ)：该逆变器为DC-AC单向逆变，当市电存在时，它由逆变(Ⅰ)取得功率后再送到输出端，并包管向负载提供高质量的电源；当市电失落电时，由电池通过逆变器(Ⅱ)向负载供电； 　　旁路开关：平时处在断开状态，当逆变电路发生故障，或当负载有冲击性(例如启动负载时)或故障过载时，逆变器停止输出，旁路开关接通，由电网直接向负载供电，旁路开关多为智能型的功率容量很强的无触点开关。 　　双逆变在线式UPS的性能特点如下： 　　因为不管市电有无，负载的全部功率都由逆变器给出，所以可以向负载提供高质量F10辅助开关的电源，例如输出电压稳定精度、频率稳定度、输出电压动态响应、波形失真度等指标，都是比较高的；市电失落电时，输出电压不受任何影响，没有转换时间；因为无论市电有无，全部负载功率都由逆变器供出，UPS的功率余量有限，输出能力不睬想，所以对负载提出限制条件，例如输出电流峰值系数(一般只达到3:1)、过载能力、输出功率因数(一般为0.8)、输出有功功率小于标定的KVA数，应付冲击性负载的能力等。 　　(四) 双逆变电F10辅助开关压抵偿在线式 　　该手艺是由美国APC Silcon首先提出并在三相大功率UPS中形成产品的，同样是双逆变电路结构，同样是在线工作，可是，由于它成功地把交换稳压手艺中的电压抵偿原理用到了UPS的主电路中，相对双逆变在线式UPS，Silcon系列大功率UPS在适应电网情况而且不干扰破坏电网、在输出能力和靠得住性等多项UPS主要指标方面都有了新的突破。APC Silcon称此电路结构为Delta逆变手艺。各环节的功能如下：图4（略） 　　图4双逆变电压抵偿在线式 　　逆变器(Ⅰ)：它是一组DC/AC和AC/DC双向逆变器，它的输出变压器(高频)的付边串连在UPS主电路中，其功能有三个： 　　第一：对UPS输入端进行输入功率因F10辅助开关数抵偿，并抑制输入电流谐波；第二：与逆变(Ⅱ)一起，完成对输入电压的抵偿，当输入电压高于输出 电压额定值时，逆变器(Ⅰ)吸收功率，反极性抵偿输入输出电压的差值，当输入电压低于输出电压额定值时，逆变器(Ⅰ)输出功率，正极性抵偿输入输出电压的差值；第三：与逆变器(Ⅱ)一起完成对电池的充电和浮充功能。 　　逆变器(Ⅱ)：该逆变器同样是DC-AC和AC-DC双向逆变器，它的功能有四个： 　　第一：同逆变器(Ⅰ)一起，完成对输入输出电压差值的抵偿；第二：同逆变器(Ⅰ)一起完成对电池的充电和电压浮充功能；第三：随时监测输出电压，包管输出电压的稳定，对输出电压波形失真和输出电流谐波成分进行抵偿，使其不对电网发生影响；第四：当市电失落电时，全部输出功率由逆变器(Ⅱ)给出，而且包管输出电压不中断，转换时间为零。 　　双逆变电压抵偿在线式的性能特点如下： 　　因为逆变器(Ⅱ)随时监督控制输出电压，并通过逆变(Ⅰ)介入主回路电压的调剂，所以不管市电有无，都可以向负载提供高质量的电源，例如输出电压稳定度、频率稳定度、输出电压动态响应、波形失真等指标，都是比较高的。市电失落电时，输出电压不受响应，没有转换时间。而且，当负载电流发生畸变时，也由逆变器(Ⅱ)调剂抵偿失落，所以是典型的在线工作体例。当市电存在时，逆变器(Ⅰ)和(Ⅱ)只对输入电压与输出电压的差值进行调剂和抵偿，逆变器承担的最大功率(当输入电压处于上限和下限时)仅为输出功率的20%(相当于输入电压转变范围)，所以功率强度很小(1/5)，功率余量大，这就大大增强了UPS的输出能力，与双逆变在线式相比，过载能力增强(200%,1分钟)，不再对负载电流波峰系数予以限制，可自在地对冲击性负载，不再对负载功率因数进行限制，输出有功功率可以等于标定的KVA值。逆变器(Ⅰ)同时完成了对输入真个功率因数校正功能，使输入功率因数等于1，输入谐波电流降到3%以下。在市电存在时，由于两个逆变器承担的最大功率仅为输出功率的1/5，所以整机效率在很大的功率范围内都可达到96%。在市电存在的情况下(UPS连续运行时间的99%是有市电的)，逆变器功率强度仅为设计值(逆变器Ⅱ)的1/5，所以元器件乃至整机的寿命和靠得住性必定大幅度提高。  　　三、四种电路结构UPS的性能特点 　　由于UPS功能概念发生了转变,对UPS硬件手艺提出更高的要求,这种要求可用"实用、靠得住"四个字来概括，换句话说，目前的UPS的各类性能指标，虽然根基上可以满足作用者的要求，但还有良多局限性和不足之处。 　　下面的几种倾向和不雅观点是值得研制生产者和使用者注意的： 　　(一)不该该过度追求对常规指标的高尺度要求 　　所谓常规指标，是指诸如输出电压稳定精度、失真度、频率稳定精度、相差(三相)、电压平衡度(三相)、转换时间(后备式UPS以及在线式向旁路转换)、动态响应等，这些指标代表了UPS输出电压的质量。事F10辅助开关实上，当前各品牌的UPS在这些指标方面都已达到了很高的尺度，对满足负载的要求来说，已绰绰有余，这些常规指标是供电设备输电电压指标性能必须具有但其实不尖刻的条件，当前一些UPS厂家多以这些指标的高尺度作为自己品牌的UPS的质量标记，而用户也经常以这些规格指标的优劣作为评价和决定是否选购的条件。 　　(二)不该该轻视甚至轻忽对UPS输出能力和靠得住性的考查 　　UPS作为一级供电设备，首先要求它在复杂的电网情况下能正常投入运行，而且不对电网造成干扰和破坏；二是要全面的改良电网质量；三是要考查它的输出能力和靠得住性。特别是第一点和第三点，当前的UPS还有良多不足之处。对电网情F10辅助开关况，输入电压可变范围不敷，(例如±15%)不克不及适应我国电网电压变动幅度较大的实际情况，UPS输入功率因数低(例如0.8左右)，输入电流谐波大(≥10%)，对电网电压有干扰和破坏作用，至于输出能力，存在的局限更明显，与真正的电网供电能力相比要差良多，例如对特殊负载，诸如强容性负载，强感性负载，非周期性冲击负载，周期性冲击负载，负载故障乃至人为误操作故障所造成的对UPS输出的破坏性威胁。如果直接用电网供电，电网容量以及配电部件(变压器、开关、保险等)是可以承受的。而用UPS供电则没有掌控，事实上，UPS往往是在启动历程和上述特殊负载和故障中损坏的。在使用中，使用者要用前级附加F10辅助开关交换稳压设备解决UPS(特别是大功率UPS)允许电网电压转变范围不敷大的问题，至于输入功率因数低协调波电流大，只能无可奈何的任其存在了。在输出能力方面，UPS厂家对负载提出了种种限制，例如输出电流峰值系数(一般不克不及跨越3:1)、非周期性冲击负载(增加UPS配电容量)、负载功率因数(一般在0.8左右，使UPS标定的KVA≠KW)等，同真实的电网相比，这些限制是不该该有的，这些限制反应了UPS输入输出能力的局限性，应该说，输出能力和靠得住性才是UPS硬件手艺最关头的指标。 　　(三)关于转换时间的问题 　　用户错认为在线式UPS没有转换时间，没有转换时间的UPS的性能就头角峥嵘。这是一种偏见，请看下面两个事实： 　　第一：后备式UPS只在市电失落电一种情况下存在转换时间，而在F10辅助开关线式UPS不但在逆变器故障时存在逆变——旁路的转换时间，由于逆变器输出能力有局限，当负载故障、过载和启动时(存在冲击电流)也存在向旁路的转换时间。 　　第二：当负载输入端存在整流滤波电路(例如计较机)时，负载输入电流只在正弦波电压峰值时存在，电流脉冲宽度只有3-4ms(与负载量及电路参数有关)，也就是说, 每10ms期间，就有6-7ms是断电的，每秒钟要断电100次，从这个意义上看，不中断电源是不存在的，或说是不需要的。问题在于UPS转换时间的大小，一般计较机输入整流滤波电路的贮能可维持负载供电的时间为几十毫秒。而目前后备式UPS的转换时间都能控制在4ms以下，对负载根基上不造成任何影响。 　　(四)关于UPS的输入功率因数和输入电流谐波 　　双逆变在线式UPS，其AC/DC逆变器多为整流滤波电路，它的输入功率因数低，一般只在0.8左右，输入电流谐波大，可达30%，加专门滤波法子后，也仅能降到10%。输入功率因数低，意味着输入无功功率大，输入谐波电流则干扰破坏电网，特别是三相大功率UPS。这两项指标的危害很大，形成所谓的电力公害，使由同一电网供电的变压器、电念头、电容器等发生附加谐波损耗、过热、加快绝缘老化；引起异步电念头转矩下降，振动加重，噪声增大；引起继电器和自动装置误动作；高次谐波对通讯线路、丈量仪器发生辐射干扰；影响电能计量的精度等。所以，UPS的输入功率因数和输入谐波电流应被视为重要性能指标之一，应该把输入功率因数>0.95，输入电流谐波<5%，作为判定UPS性能指标是否合格的尺度之一。 　　(五)关于UPS的频率稳定度 　　UPS的输出的常规指标中有频率稳定精度一项，特别是双逆变在线式UPS，把此指标标定为<±1%(甚至是0.1)，但这只是在市电失落电后由电池供电时的情况，UPS万分之九十九的时间是在有市电的情况下运行时，此时UPS无频率稳定可言。在线式UPS为避免由逆变器转旁路时因逆变器输出短路而损坏，在正常运行时，要求逆变器工作频率和相位都是要跟踪输入电网电压的，所以标识UPS频率稳定的高指标底子没有意义。 　　(六)关于效率与靠得住性 　　UPS的工作效率高时，意味着节流电能，是绿色电源的标识之一。但还应该注意到效率与靠得住性是密切相关的，效率高意味着电路手艺先进，元器件选用得好，意味着功率器件功率损耗小，功率强度小，温度低，这必定会增强元器件乃至整机的寿命和靠得住性。 　　(七)输出能力与靠得住性 　　输出功率因数、输出电流波峰系数、输出过载能力、输出不服衡负载的能力等指标，直接反应了UPS的输出能力，对这些指标的限制，说明了UPS输出能力的局限性和懦弱的一面，虽然在配置UPS容量时尽可使负载量满足UPS的要求，甚至留出很大的余量，但这些指标却直接反应了UPS的靠得住性。过载能力强的，允许输出电流波峰系数高的，对负载功率因数限制小的，在同样电网情况和负载条件运行，其靠得住性必定高，这是毋容置疑的事理。 　　高速公路电机系统的设备供电采取相对集中的供电体例，在数个收费站及处事区设供电中心，集中向该中心四周的设备供电，供电F10辅助开关中心取电于处所用电甚至是农村用电，电力的靠得住性及电源质量较差，而收费系统和监控中心、分中心及各通信站，属于一类负荷，不容许停电，而且设备对电源质量还有较高的要求，这就决定在UPS选型时必须选用在线式UPS而且是双逆变在线式UPS。 　　在UPS中，蓄电池对确保其输出的稳定靠得住起着十分关头的作用，在市电中断时，UPS将蓄电池的电能提供给用电设备使用，以包管系统的延续运行，蓄电池的容量就决定了UPS能延续不中断供电的时间，目前，UPS电源普遍采取密封免维护式蓄电池，其成本较高，一般占UPS电源总成本的20%—25%，而有的长延时UPS电源，其蓄电池的成本甚至跨越了主机，可见对UPS蓄电池容量的确定是UPS配置不成轻忽的问题。 　　高速公路电机系统的供电一般都使用柴油发电机作为备用电源，在市电中断后启用柴油发电机对系统进行延续供电，从市电中断到柴油发电机启F10辅助开关动后正常供电的距离时间，即是所配置UPS中蓄电池应不中断供电时间，一般都要求所配蓄电池能提供F10辅助开关电能给系统工作半个小时到一个小时。