1.3　UPS的分类

目前，UPS供电系统分为动态（飞轮储能式）UPS和静态（静止变换式）UPS两大类。动态UPS又分为飞轮储能式和磁悬浮储能式，静态UPS又分为工频机型UPS和高频机型UPS，高频机型UPS又分为传统变换式（还包括在线互动式和三端口等）、Delta变换式和高压直流UPS，具体如图1-1所示。

1.3.1　按动静分类

按UPS的动静分类，可将其分为动态UPS和静态UPS。

动态UPS即飞轮式UPS，是一种初期的UPS。1967年我国进口了一台“1900”计算机，配套的供电设备是一台20kVA容量的UPS，这也是第一代UPS，如图1-2所示。市电停电时，依赖飞轮的惯性带动发电机继续向负载供电，同时启用与飞轮相连的备用柴油发电机组。备用发电机组带动飞轮旋转并因此带动交流发电机向负载供电。由于飞轮的转速只有1500r/min（频率为50Hz时）或1800r/min（频率为60Hz时），因此飞轮的重量要非常大，例如上述20kVA的UPS需要配5T的飞轮，但停电后利用飞轮的惯性储能带动发电机只能继续向计算机供电5s。这显然是不经济的。

为了进一步延长供电时间，后来采用图1-3所示的结构。市电经过整流后，一路给直流电动机供电，直流电动机带动交流发电机输出稳压稳频的交流电，另一路给蓄电池充电。市电中断时，依靠蓄电池组存储的能量维持发电机继续运行，使得负载供电不间断。

动态UPS体积大，重量大，噪声大，效率低，波形失真，切换时间长，后备时间短（5s）。

随着半导体技术的迅速发展，利用各种电力电子器件的静态UPS很快取代了早期的动态UPS。静态UPS依靠蓄电池存储能量，通过静止逆变器变换电能，维持负载供电的连续性。相对于动态UPS，静态UPS体积小，重量轻，噪声低，操控方便，效率高，后备时间长。以下所讲述的UPS，若无明确说明，均指静态UPS。

1.3.2　按拓扑结构分

按照拓扑结构，UPS可分为后备式UPS和在线式UPS，其中在线式UPS又分为在线互动式、双变换在线式、Delta变换式几种。

1．后备式UPS

后备式UPS是静态UPS的最初形式，以市电供电为主，主要由充电器、蓄电池、逆变器及变压器抽头式调压稳压电源四部分组成。当市电供电正常时，UPS把市电经简单稳压处理后直接供给负载；当市电供电中断时，系统通过转换开关切换为逆变器供电模式。后备式UPS的原理图如图1-4所示。

逆变器并联连接在市电与负载之间，仅简单地作为备用电源使用，因此称为后备式。

后备式UPS的工作原理具体如下：

（1）当市电供电正常时（市电电压在176～264V，即220V±20%），位于交流通道上的“变压器抽头式调压稳压电源”对电压波动较大的市电电压进行稳压处理，使电压稳定度达到1±（4～10）%以内。然后，在UPS逻辑控制电路的作用下，经稳压处理的市电电源经转换开关向负载供电（转换开关一般由小型快速继电器或接触器构成，转换时间为2～4ms）；同时，由独立的充电器对蓄电池进行充电，以备市电中断时有能量继续支持UPS的正常运行。逆变器处于空载运行状态，不做任何电能变换。

（2）当市电供电不正常时（市电电压低于175V或高于264V），在UPS逻辑控制电路的作用下，UPS将按下述方式运行：

①充电器停止工作；

②K1断开，K2闭合，负载由市电供电转变为由逆变器供电；

③逆变器将蓄电池放出的直流电变换为50Hz/220V交流电，继续对负载供电。根据负载的不同，逆变器的输出电压可以是正弦波，也可以是方波。

后备式UPS的优点如下：

■　具备自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能；

■　电路简单，成本低，可靠性高；

■　整机效率高，可达98%；

■　输出能力强，对负载电流的波峰系数、浪涌系数、负载的输入功率因数、过载等没有严格要求。

后备式UPS的缺点：输出电压稳定精度较差，市电供电中断时输出电能有短时间的中断，并且受切换电流能力和动作时间的限制，增大输出容量有一定的困难。因此其适合于某些非重要的负载使用，如家用计算机、外设、POS机等，稍微重要的用电设备不应选用后备式UPS电源。

2．在线互动式UPS

在线互动式UPS又称为并联补偿式UPS，其由一个可运行于整流状态和逆变状态的双向变换器（逆变器/充电器）配以蓄电池构成。其中双向变换器根据工作模式可运行于整流状态或逆变状态：当市电输入正常时，双向变换器处于反向工作（即整流工作）状态，是一个充电器，给电池组充电；当市电异常时，双向变换器立即转换为逆变工作状态，是一个逆变器，将电池放电输出的直流电能转换为交流电输出。在线互动式UPS的原理图如图1-5所示。

可以看出，双向变换器可以作为逆变器并联在市电与负载之间，起后备电源的作用，同时也可作为充电器给蓄电池充电。通过双向变换器的可逆运行方式与市电相互作用，因此称为互动式。

在线互动式UPS的工作原理具体如下：

（1）当市电正常时（市电电压在150～276V，对于220V电压，即-30%～+25%），市电电源经低通滤波器对从市电电网窜入的射频干扰（RFI）及传导型电磁干扰（EMI）进行适当衰减抑制后，将按如下调控通道去控制UPS的正常运行：

①当市电电压处于176～264V时（即220V±20%），在逻辑控制电路的作用下，将开关K0置于闭合状态的同时，闭合位于UPS市电输出通道上的转换开关。这样，把一个不稳压的市电电源直接输出给负载。

②当市电电压处于154～176V时（对于220V电压，即-30%～-20%），由于市电输入电压偏低，在逻辑控制电路的作用下，将开关K0置于分断状态的同时，闭合升压绕组输入端的开关K1，使幅值偏低的市电电源经升压处理后，将一个幅值合适的电压经转换开关输出给负载。

③当市电电压处于264～276V时（对于220V电压，即20%～25%），为防止输出电压过高而损坏负载，在逻辑控制电路的作用下，将开关K0置于分断状态的同时，闭合降压绕组输入端的开关K2，使幅值偏高的市电电源经降压处理为合适的电压后，再经转换开关输出到负载，从而使负载运行于安全电压。

④经过处理后的市电电源除了给负载供电以外，同时作为双向变换器的交流输入电源为电池组充电，以便在市电不正常时电池组能提供足够的直流能量。

（2）当市电输入电压低于150V或高于276V时，在逻辑控制电路的作用下，UPS转为逆变工作模式：

①切断连接负载和市电旁路通道的转换开关；

②双向变换器由原来的整流工作模式转化为逆变工作模式，此时蓄电池进入放电工作模式，将存储的直流电能经逆变器转化为优质的交流电能输出给负载。

在线互动式UPS的优点如下：

■　效率高，可达98%以上；

■　电路结构简单，成本低，实施方便，易于并联，便于维护和维修，可靠性高；

■　输入功率因数和输出电流谐波成分取决于负载电流，UPS本身不产生附加的输入功率因数和谐波电流失真；

■　输出能力强，对负载电流峰值系数、浪涌系数、过载等无严格限制；

■　双向变换器处于热备份状态时，对输出电压尖峰干扰有滤波作用，其性能满足某些负载要求，特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。

在线互动式UPS的缺点：大部分时间为市电供电，输出电能质量差，市电供电中断时，存在一定时间的电能中断，且稳压性能不高，尤其动态响应速度慢，抗干扰能力不强，电路会产生谐波干扰和调制干扰。

3．Delta变换式UPS

Delta变换式UPS又称为串并联补偿式UPS，是一种新型的UPS结构形式，根据能量平衡原则进行调控。Delta变换式UPS把交流稳压技术中的电压补偿原理应用到UPS主电路中，引入了一个四象限变换器（Delta变换器）。当市电正常时，Delta变换器一方面给蓄电池充电，另一方面可起到补偿电网波动和干扰的作用，在市电输出时，也能保证供给负载的电能质量。Delta变换式UPS的原理图如图1-6所示。

Delta变换式UPS的工作原理具体如下：

（1）当市电正常时（电压波动范围小于±15%，频率波动范围小于3Hz），Delta变换式UPS按如下方式工作：

①当市电输入电压等于主变换器输出电压时，Delta变换器控制市电输入电流的幅值，以保证市电输入的有功功率等于负载所需的有功功率。此时，Delta变换器和主变换器都不进行有功能量的转换。

②当市电输入电压低于主变换器输出电压时，Delta变换器控制市电输入电流，使其幅值增大，以保证市电输入的有功功率等于负载所需的有功功率。此时，Delta变换器输出正向电压以补偿市电电压与主变换器输出电压的差值，因此它从直流母线吸收一定的有功功率，连同市电有功功率一起送向负载端。负载吸收相应的有功功率，多余的有功功率经主变换器返回给直流母线。主变换器吸收的有功功率正好等于Delta变换器输出的有功功率，以维持直流母线能量平衡。

③当市电输入电压高于主变换器输出电压时，Delta变换器控制市电输入电流，使其幅值减小，以保证市电输入的有功功率等于负载所需的有功功率。此时，Delta变换器输出负向电压以补偿市电电压与主变换器输出电压的差值，因此它从市电吸收一定的有功功率传送到直流母线。这部分有功功率再由主变换器发出，连同剩余的市电有功功率一起送向负载端。这样既维持了负载端有功功率的平衡，也维持了直流母线有功功率的平衡。

④当蓄电池电压偏低需要充电时，Delta变换器控制市电输入电流，使其幅值增大，使得市电输入的有功功率大于负载所需的有功功率。此时，除了供给负载有功功率外，剩余的有功功率通过主变换器被传送到直流母线上，对蓄电池进行充电。

⑤当蓄电池电压过高需要放电时，Delta变换器控制市电输入电流，使其幅值减小，使得市电输入的有功功率小于负载所需的有功功率。负载除了吸收市电输入的有功功率外，还通过主变换器从直流母线吸收一定的有功功率，从而完成对蓄电池的放电。

⑥各种情况下负载所需的无功功率和谐波电流都由主变换器提供，市电输入功率因数高，谐波电流小。

（2）当市电出现故障时（电压波动范围大于±15%，频率波动范围超过3Hz），Delta变换式UPS按如下方式工作：

静态开关K1和K2都处于关闭状态，停止Delta变换器工作。此时，主变换器将蓄电池提供的直流电逆变成交流电，为负载提供电能，负载所需的全部有功功率、无功功率以及谐波电流均由主变换器提供。

不管市电供电正常与否，在运行过程中，如果UPS输出端出现过载或短路故障、主变换器或Delta变换器出现故障、系统温升过高等，则位于主供电通道上的静态开关K1、Delta变换器及主变换器都立即进入自动关断状态。与此同时，位于交流旁路供电通道上的静态开关K2立即进入导通状态。在此条件下，市电电源被直接送到用户的负载端。

Delta变换式UPS的优点如下：

■　负载端电压由主变换器输出电压决定，不论有无市电都可向负载提供高质量电能。

■　当市电存在时，主变换器和Delta变换器只对输出电压的差值进行调整和补偿，主变换器承担的最大功率仅为输出功率的20%左右（相当于输入电压变化范围），所以整机效率高，功率裕量大，系统抗过载能力强，不再对负载电流峰值系数予以限制。

■　Delta变换器完成输入端的功率因数校正功能，使得输入功率因数可达0.99，输入谐波电流下降到3%以下，整机效率在很大功率范围内可以达到96%。

Delta变换式UPS的缺点：主电路和控制电路相对复杂，可靠性较差。

4．双变换在线式UPS

双变换在线式UPS又称为串联调整式UPS，目前大容量UPS大多采用这种结构形式。该UPS一般由整流器、逆变器、蓄电池和旁路等几部分组成，逆变器串联连接在交流输入与负载之间，电源通过逆变器连续向负载供电，这也是双变换在线式UPS的主要供电形式，其工作原理图如图1-7所示。市电正常时，市电经过整流器、逆变器向负载供电；市电不正常时，由蓄电池经逆变器向负载供电。

双变换在线式UPS是目前市面上UPS电源的主流产品，其优点：性能好，电压稳定度高，功能强，转换时间接近0ms，显著特点是能够持续零中断地输出纯净的正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等电源问题，具有热备份连接和并联冗余连接的功能。其通常应用在关键设备与数据中心等对电力要求苛刻的环境中。

双变换在线式UPS的缺点：全部负载功率均由逆变器提供电源，UPS容量裕量有限，输出能力不够理想，对负载的输出电流峰值系数、过载能力、负载功率因数等提出限制条件，应对冲击负载的能力较差，尤其是当容量在10kVA以下时，其整机效率不高，一般在85%左右。不过随着UPS的发展和高频机型UPS的出现，双变换在线式UPS的效率也有了较大的提升，一般可达到95%左右。

1.3.3　按外形结构分

按照UPS的外形结构，可将其分为塔式UPS、模块化UPS和机架式UPS。

1．机架式UPS

采用机架式设计的UPS的结构类似于服务器，如图1-8所示。其宽度为标准19英寸机架尺寸，最小高度仅为1U，容量包括1～6kW（中小功率），通过导轨安装在标准服务器机架上，与负载设备集成在一起，可以简明机房布局，节省占地面积和空间，提高空间利用率，易于安装、使用和维护，便于集中监控管理。其广泛采用磷酸铁锂电池包，体积更小、重量更轻、寿命更长；具有ECO运行模式，高效节能，降低用户使用成本；采用先进的DSP数字控制技术，有效提升了产品性能和系统可靠性，并实现更高功率密度的集成和小型化；具有智能通信接口和标准的RS-232通信接口，可以远程在线调试并监控电源系统的运行，简化网络管理工作，并提高系统的可靠性。作为供电保障，短电源连接电缆和高可靠性已成为机架式UPS的重要优势。

机架式UPS电源为那些对电力环境要求苛刻的设备提供了更加灵活、可靠的电源保护，主要应用于安防系统集成集中供电的电源供给设备，可以使设备在机房有更好的环境且稳定性更高。

2．塔式UPS

塔式UPS落地安装，单独放置，需要安装和运行的空间，如图1-9所示。选择机架式UPS还是塔式UPS视UPS的容量、工作方式和摆放环境而定。

塔式UPS主要应用于大中型数据中心、调度中心、控制中心、管理中心等关键供电场景，为重要负载提供额定电压为380V/400V/415V的交流不间断供电保护，具有可靠性高、效率高、功率密度高等优势，采用全数字控制及IGBT整流技术，可确保在任何工作条件下均有优异的输出质量；效率在20%负载时可达95%，在40%负载时可达96%，更加匹配数据中心真实业务场景；具有远程干接点和RS-232监控接口，可实时监测UPS的工作状态。

3．模块化UPS

模块化UPS由机架、UPS功率模块、静态开关模块、显示通信模块以及电池组构成，其外观如图1-10所示。功率模块包括传统的UPS整流、充电、逆变以及相关控制电路等部分。静态开关模块是UPS处于过载时的共用供电通道，由双向可控硅和控制电路组成。显示通信模块则作为人机对话和网络化监控的平台。

UP S功率模块可并联，平均分担负载。如遇故障则自动退出系统，由其他功率模块来承担负载，既能水平扩展，又能垂直扩展。独特的冗余并机技术使设备无单点故障，可以确保电源的最高可用性。所有的模块可以实现热插拔，各模块机架可完全分离，便于用户以后的扩容或减容，使用方便，可实现在线更换、在线维护，降低维护难度，减少维护时间。各模块之间的并联控制采用分散式逻辑控制方式，没有主机与从机之分，任何一个模块拔出或插入均不会影响其他模块的正常工作，按需构成N+1、N+X冗余系统，减小系统本身和负载的风险系数，使负载受UPS保护时间全面提升。

在华为行业数字化转型大会2020上，华为面向全球发布全新UPS功率模块，单模块功率密度达到100kW/3U，较业界主流水准提升了1倍。图1-11所示为华为模块化UPS及其大功率UPS功率模块。

科华数据继2015年推出完全自主知识产权的核级UPS、2019年推出1.2MW超大功率模组化UPS后，也重磅发布了100kW、125kW大功率UPS功率模块。

1.3.4　按设计电路的工作频率分

按照UPS电路的工作频率，UPS通常分为工频机和高频机两种机型。

1．工频机型UPS

工频机型UPS按传统的模拟电路原理设计，由可控硅（SCR）整流器、蓄电池、IGBT逆变器、旁路和工频升压输出变压器组成。在12脉冲整流的工频机型UPS中，为了构成12脉冲整流，整流器的前端还会有移相变压器。因其整流器和变压器的工作频率均为工频50Hz，所以叫工频UPS。

1）工频机的结构特点

在工频机型UPS的电路中，主路三相交流输入经过换相电感接到由三个SCR桥臂组成的整流器之后变换成直流电压，通过控制整流桥SCR的导通角来调节输出直流电压值。由于SCR属于半控器件，因此控制系统只能控制开通点，一旦SCR导通，即使控制极驱动撤销，SCR也无法关断，只有等到自然关断，所以其开通和关断均是基于一个工频周期，不存在高频开通和关断控制。SCR整流器属于降压整流，因此直流母线电压只能比二极管三相不可控整流电压低，经逆变输出的交流电压比输入电压低。要使逆变器输出电压为额定的工作电压380V/220V，就必须在逆变器输出端增加升压变压器。由于采用了全桥逆变器，如果要得到220V电压，逆变器输出端就要增加一个△/Y变压器，以产生隔离接地点（中性线）。因此，工频机输出变压器有两个功能：变压和产生隔离接地点。

2）工频机的认识误区

有些资料上宣称工频机型UPS的输出变压器能抗干扰，并具有滤波作用，这实际上是一个认识误区。

首先，输出变压器不具备抗干扰能力。对于UPS来讲，逆变器是不产生干扰的，而所谓的干扰只能来自于负载。负载对电源的要求是电源输出端的动态性能一定要好，即动态内阻一定要小，这样电源的输出才能适应负载的变化，不允许有惯性。而只有惯性环节才有抗干扰能力。变压器不是电抗器，在正常工作时是线性的，要不失真地传递信号，所以它不具备抗干扰能力。其次，对于各种形式的电压噪声、浪涌、尖峰等，由于其能量大、频率低，变压器会按照其固有的变比将其传导过去，因此也不存在滤波功能。

此外，输出变压器也不具备缓冲负载短路的功能，也不能提高UPS系统的可靠性和稳定性。相反，由于变压器自身产生功耗，因此会造成UPS设备内部的温升增大，这在一定程度上降低了系统的可靠性，而变压器和逆变器是串联关系，它本身也是一个故障点。在工频机型UPS多机并联时，会出现多个输出变压器的并联，而变压器的并联是电力行业应尽量避免的情况，因为变压器并联时会产生环流，环流的长期存在将导致设备发热和寿命缩短。

2．高频机型UPS

高频机型UPS在结构上通常由IGBT高频整流器、蓄电池、IGBT逆变器和旁路组成，IGBT可以通过控制加在其门极的驱动信号来控制其开通与关断。IGBT整流器的开关频率通常在几千赫兹到几十千赫兹，甚至高达几十万赫兹，远高于工频机型UPS的工作频率（50Hz），因此称之为高频UPS。

1）高频机的结构特点

高频机型UPS的整流属于升压整流，其输出直流母线的电压比输入的线电压的峰值高，一般典型值为DC 700～800V，如果电池直接挂接母线，则所需配置的12V电池的数量最多将达到67节，这会给实际应用带来较大的安全隐患。因此，一般高频机型UPS会单独配置一个斩波器（蓄电池电压双向变换器），市电正常时斩波器把直流母线电压降到电池组电压，市电故障或电压超限需要蓄电池放电时，斩波器把电池组电压升到直流母线电压。由于高频机型UPS的直流母线电压为700～800V，因此逆变器输出的相电压可以直接达到工作电压。由于高频机型UPS采用半桥逆变，因此要得到220V电压，逆变器输出不需要△/Y变压器，只需将逆变器中性线与输入零线进行等电位联结即可。

2）高频机的性能优势

高频机型UPS具有以下性能优势。

（1）输入功率因数高。

工频机型UPS一般在200kVA以下的输入电路中都采用标配的6脉冲晶闸管整流器，输入功率因数不超过0.8，谐波电流30%以上。如果前面配置发电机，则发电机的容量至少是UPS功率的3倍；如果是单相小功率UPS，则发电机的容量至少是UPS功率的5倍。

高频机型UPS的输入功率因数一般都在0.99以上，谐波电流小于5%，前置发电机的容量约是UPS功率的1.5倍，这就大大缩减了投资和占地面积，尤其是对市电的利用比较充分，且对电网污染很少。

（2）效率高。

高频机型UPS本身的功耗低，在同样的指标下，例如要求输入功率因数为0.9以上时，工频机型UPS必须外加有源谐波滤波器或改为12脉冲整流加11次无源谐波滤波器，再加上输出变压器，这样就比高频机型UPS多了两个环节，因此工频机型UPS的效率至少要比高频机型UPS低5%。例如，对于容量为100kVA的UPS，每台高频机型UPS每年比工频机型UPS要少耗电50 000kWh，这在当前国家“双碳目标”的背景下，对绿色数据中心的建设具有重要意义。

（3）对电网的适应能力强。

对包括UPS在内的稳压电源来说，后面的负载需要电压不变的稳定电源输入。如果市电电压非常不稳定，就需要在市电和负载之间增加一级稳压电源进行隔离，这一级稳压电源的输入端面对的是不稳定的市电输入电压，因此适应市电电压变化的范围越大越好。工频机型UPS由于是降压输入，因此适应不了大的电压变化范围，正常的适应范围大都在±10%以内，有少数会达到±25%。由于整流器后面的直流滤波电容的标称电压一般为450V，而在晶闸管异常整流器击穿时，整流后的380V（1+25%）的峰值接近670V，这么大的直流电压加在电容器上会使电容器发生爆炸。所以在供电条件不好的地方，通常需要加装稳压器，这就增加了功耗和投资。而高频机型UPS是升压输入，它的电子变压器在逆变器的前面，对市电的适应范围在±30%以上。

（4）综合性能指标高。

同工频机型UPS相比，高频机型UPS没有输出变压器，节省了资源，减小了体积，减轻了重量，降低了自身功耗，提高了效率。

（5）对外干扰小。

UPS有两种噪声：一种是机械噪声，主要来自于震动和气流的声音；另一种是电噪声。这两种噪声工频机型UPS都有。电噪声影响机器的稳定度，机械噪声影响人的身心健康，降低工作效率。高频机型UPS的电路工作在20kHz以上的频率，20kHz是人的耳朵听不到的频率，这会使工作环境较为安静，人耳听到的主要是来自高频机风扇气流产生的噪声。高频机型UPS的输入功率因数高达0.99以上，几乎是线性，所以对外干扰几乎为零。

（6）全数字技术。

现在的工频机型UPS一般采用数字与模拟结合的技术，模拟技术的可靠性要比数字技术低。高频机型UPS采用的是全数字化技术，其可靠性很高。

（7）没有并机环流。

在实际应用中，UPS经常需要进行并机工作，以向负载提供所需的电源。工频机型UPS的并机就是输出变压器的直接并联，即使是同容量、同型号的变压器的输出电压也不是完全一样的，由于存在电压差，就会导致出现并机环流。这个环流的路径上没有任何障碍，所以可以畅通无阻。不过，由于并联UPS的逆变器的输出电压相差甚微，因此并机环流一般不会很大，而且最大环流只出现在空载情况下，当加上负载时，这种环流会由电路自身调整到最小。

高频机型UPS由于没有输出变压器，因此并联时环流值较小，一般不予考虑。

3）高频机的使用误区

在实际应用中，有人将有无输出变压器作为区分工频机型UPS和高频机型UPS的标准，认为有输出变压器的就是工频机，而没有输出变压器的就是高频机，这就带来了高频机型UPS的使用误区。

（1）“灵活配置”输出变压器。

有的高频机型UPS生产厂商为了迎合那些对高频机型UPS心存疑虑而倾向于使用工频机型UPS的用户，在其高频机型UPS后面配上一个输出变压器，称这就是工频机型UPS，而对于想购置高频机型UPS的用户，就把画蛇添足加上的变压器拿掉，告诉用户这就是高频机型UPS，这虽不失为一种营销手段，但却误导了用户。实际上，高频机型UPS配上变压器仍是高频机型UPS，加配的变压器实际上仅仅是UPS的负载，不仅多消耗了功率，且由于串联在UPS和负载之间，因而多了一个故障点，不知内情的用户反而是在花钱买故障。

（2）不合理加装输出变压器。

因为一些用户误认为工频机型UPS存在“输出变压器抗干扰、可以隔离直流电压使其不能加到负载端、可以提高UPS的可靠性甚至可以对抗电网的冲击变化及缓冲负载的突变”等诸多“优点”，他们会将输出变压器作为一项采购的技术要求写入标书，并在使用没有输出变压器的高频机型UPS配电系统的列头柜中加装变压器，以“改善”电源质量。

如图1-12所示为两种列头柜的结构原理图。

加装了变压器的列头柜又增加了一个输入断路器和一级防雷器。这就带来了以下问题：

■　增加了无谓的设备投资，造成了浪费。

■　增加了3个故障点：防雷器、输出断路器和变压器，不仅降低了设备的可靠性，且防雷器的加入也起不到任何作用。

■　加大了机柜的自重，为机房地板乃至整个楼板的承重带来了麻烦，需要重新考虑机房的承重问题。如果没有这个变压器，一面列头柜的质量一般是300kg左右，通常700kg的地板承重就可以满足安全要求。而加了变压器后，不少机柜增加了大约700kg的重量，如果一个数据中心有几十个列头柜，则增加了几十吨的承重，这会导致因重新考虑承重而更改设计，进而增加投资，延长工程周期；而对于已经建好的数据中心机房，则要采取承重加固措施，而这是非常麻烦的工程。

目前，数据中心供电系统除了注重可靠性、可用性以外，双碳目标背景下的节能减排是数据中心建设和运营所面临的重大问题。对于在数据中心供电系统中大量配置的UPS来讲，其自身供电效率的高低在一定程度上决定了数据中心总体能耗的高低。传统的工频机型UPS由于效率低、体积大而笨重、能耗高、运行成本高，已逐渐不适应目前节能减排的需求。IGBT整流的高频机型UPS具有尺寸小、重量轻、运行效率高、性价比高等多方面优势，其技术和产品已经成熟，是当前数据中心机房节能、高效的理想选择，目前国内外主要的UPS制造厂商都推出了大功率的高频机型UPS。

1.3.5　其他分类方法

除了上述分类方法外，还有以下几种较为简单的UPS分类方法：

■　按功率分类：小功率UPS（<3kVA）、中功率UPS、大功率UPS（>10kVA）。

■　按输出电压的相数分类：单相、三相。

■　按输入输出的相数分类：单进单出、三进单出、三进三出。

根据设备的情况、用电环境以及想达到的电源保护目的，可以选择适合的UPS。例如，对内置开关电源的小功率设备一般可选用后备式UPS；在用电环境较恶劣的地方应选用在线互动式或双变换在线式UPS；而对于不允许有间断时间或时刻要求正弦波交流电供电的设备，就只能选用双变换在线式UPS。