前言
近年來，全球變暖等氣候變化導致雷擊造成的停電和瞬時斷電頻率增加。使用精密設備的工廠和數據服務器等場合，不僅需要安裝 UPS，更重要的是要有制造商的性能保證，以確保在緊急情況下能可靠運行和穩定供電。
UPS（不間斷電源）的功能是在工頻電源發生故障時提供持續的電力供應。為了確保不間斷電源能夠在緊急情況下能正常工作，有必要通過各種電源故障模擬測試更有效地確保其可靠運行。
課題
UPS 根據所安裝的設備、容量和供電方式等使用環境分為從單相到三相的不同類型。為了通過各種模擬測試確保供電質量，有必要根據實際情況對其進行更加安全、可靠和高效的測試。
HIOKI 日置日常測量儀器解決了這一難題。
?安全性：HIOKI 日置的存儲記錄儀系列各通道之間都絕緣，因此可以輕松地同時測量多個通道，而不必擔心 UPS 的輸入端和輸出端或 交流/ 直流 。
?可靠性：電流測量還使用了鉗形電流傳感器，可靠地測量電壓電流以及運行和恢復期間的浪涌電流。與普通的電能質量分析儀相比, 具備采樣速度快和存儲時間長的特點，因此還可以捕捉到從瞬時諧波到電源恢復的相對較長一段時間內的變化情況。
?高效性：除此之外，通過安裝任意波形發生器單元，可在一臺設備同時進行利用功能發生器實施的電源故障模擬和測量。
解決方案
1. UPS 運行測試概要
運行測試的目的是確保在UPS 輸入端電壓斷電或波動時，輸出端的輸出電壓能可靠穩定地提供。具體來說，在UPS 的輸入端（工頻電源端）模擬和測試了以下電源故障情況。模擬時使用的是能在各條件下輸出的交流穩壓電源。
·瞬低：電壓瞬時下降（由于異常情況導致電力傳輸斷開之前的電壓下降）
·瞬停：瞬時斷電（電力重新傳輸為止的零電壓狀態）
·斷電
·電源恢復
圖1：單相UPS 評估測試的示意圖
圖2：存儲記錄儀MR6000
要獲取的通道數為6 個
?輸入端電壓1ch/ 電流 1ch
?輸出端電壓 1ch/ 電流 1ch
?儲能設備電壓 1ch/ 電流 1ch
UPS 運行測試包括同時記錄“輸入端電壓/ 電流”“輸出端電壓/ 電流”“UPS 內部儲能設備電壓/ 電流”的波形。
由此，可以檢查輸出端在瞬時斷電時的運行情況，以及在恢復正常供電后的運行情況。此外，通過記錄儲能設備端子之間的電壓/ 電流，可以驗證運行時的供電電流電平和電壓電平。此外，在長時間斷電的情況下，還可以確定UPS 輸出降至零為止的電壓電平。
2. 多種模擬測試
■并行處理供電系統的運行測試
如果UPS 為三相類型，則需要比單相類型更多的測量通道。除了典型的恒定逆變器供電系統外，并行處理供電系統注重供電效率和質量。
通過同時多點測量輸入端和輸出端的電壓/ 電流，以及雙向逆變器的輸入、輸出和運行期間與儲能設備的相關性，有助于進一步提高供電質量。
并行處理供電系統必須能夠記錄高速現象，因為它們可以不間斷地切換到逆變器供電。要求記錄儀能夠以10 μs 左右的速度（100 kHz采樣）進行記錄，包括工頻電源端的噪聲和諧波引起的電源異常。特別是，為了準確捕捉電流波形，最好使用具有高靈敏度和寬頻帶的頻率特性的鉗形電流傳感器。
HIOKI 日置能提供波形記錄儀和各種鉗形電流傳感器，以滿足客戶的需求。
※ 該圖為組合示例，因測量對象而異。
（同時測量電壓7ch 和電流7ch 的情況下）
電流傳感器還提供無需電源的交流專用電流探頭。需要根據測量用途和測量場所選擇合適的傳感器。
■使用1 臺儀器進行電源故障模擬運行測試
可選的任意波形發生單元 U8793 可以連接到存儲記錄儀上，從而一臺測量儀器就能同時實現任意波形發生和波形測量的雙重功能。為了確保UPS 在電源異常情況下的可靠運行，如電壓瞬時下降、瞬時斷電和產生干擾（這對UPS 十分重要），我們進行了大量的故障模擬測試。除功能發生器功能外，該系統還可用作波形測量系統。除功能發生器功能外，還可通過重現和輸出觀察到的波形，或通過使用標配的波形制作軟件處理和輸出波形，有效地進行電源故障模擬。
在運行測試中，可通過交流穩壓電源對存儲記錄儀中的模擬波形進行放大，并在多個通道上同時測量UPS 在運行期間的輸入端和輸出端電壓/ 電流，以及逆變器的控制操作等，以實現在更接近實際情況的條件下進行測試。
※ 該圖為組合示例，因測量對象而異。
（模擬單相電源電源故障時同時測量 UPS 輸入端和輸出端電壓 ch2 和電流2ch 的示例）。
需要根據測量用途和測量場所選擇合適的選件。
3. 關于觸發功能
推薦將記錄儀設置為觸發開始記錄，以便順利準確地捕捉瞬時電壓下降和瞬時斷電狀態。
一般觸發功能不能將電壓跌落（瞬時電壓跌落）設置為觸發條件。此外，如果在觸發后才開始數據記錄，則無法記錄到重要的觸發前現象。因此，最好使用將電壓下降為條件觸發的記錄儀，該記錄儀具有預觸發功能，可記錄觸發前的現象。
如此，便可在同一時間軸上記錄UPS 運行前后的各個參數，這對運行評估測試非常有效。
存儲記錄儀 MR6000 可以將電壓下降設置為觸發條件，還搭載了預觸發的功能。
可以使用“and ” 和“or”條件對多個通道進行詳細的觸發設置。
結語
? HIOKI 日置的存儲記錄儀的通道間皆為絕緣輸入，輸入時無需考慮UPS 輸入端和輸出端，并且在現場具有出色的抗干擾能力。
? 通過高速采樣和長期存儲，可長時間記錄諧波和干擾等高速現象以及逆變器的輸出波形。
? 多通道同時記錄可方便地確認各個參數的相關性。
? 有多種輸入單元可供選擇，可根據需要增加輸入單元和通道數。
? 電流傳感器是本公司研發產品，有直流/ 交流和高靈敏度/ 寬頻帶等多種類型，因此可以選擇合適的傳感器。這些傳感器還具有本司研發才能提供的易用性，例如只需將其連接到記錄儀的單元即可提供供電電源。
