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(shù)據(jù)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(wěn)定供電。
UPS（不間斷電源）的功能是在工頻電源發(fā)生故障時提供持續(xù)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(jù)所安裝的設備、容量和供電方式等使用環(huán)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(zhì)量，有必要根據(jù)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(zhì)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(nèi)的變化情況。
?高效性：除此之外，通過安裝任意波形發(fā)生器單元，可在一臺設備同時進行利用功能發(fā)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(wěn)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(wěn)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(tài)）
·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(shù)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(nèi)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(tǒng)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(tǒng)外，并行處理供電系統(tǒng)注重供電效率和質(zhì)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(guān)性，有助于進一步提高供電質(zhì)量。
并行處理供電系統(tǒng)必須能夠記錄高速現(xiàn)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(jù)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(fā)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(xiàn)任意波形發(fā)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(chǎn)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(fā)生器功能外，該系統(tǒng)還可用作波形測量系統(tǒng)。除功能發(fā)生器功能外，還可通過重現(xiàn)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(wěn)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(xiàn)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(jù)測量用途和測量場所選擇合適的選件。
3. 關(guān)于觸發(fā)功能
推薦將記錄儀設置為觸發(fā)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(tài)。
一般觸發(fā)功能不能將電壓跌落（瞬時電壓跌落）設置為觸發(fā)條件。此外，如果在觸發(fā)后才開始數(shù)據(jù)記錄，則無法記錄到重要的觸發(fā)前現(xiàn)象。因此，最好使用將電壓下降為條件觸發(fā)的記錄儀，該記錄儀具有預觸發(fā)功能，可記錄觸發(fā)前的現(xiàn)象。
如此，便可在同一時間軸上記錄UPS 運行前后的各個參數(shù)，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(fā)條件，還搭載了預觸發(fā)的功能。
可以使用“and ” 和“or”條件對多個通道進行詳細的觸發(fā)設置。
結(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)的相關(guān)性。
? 有多種輸入單元可供選擇，可根據(jù)需要增加輸入單元和通道數(shù)。
? 電流傳感器是本公司研發(fā)產(chǎn)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(fā)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。
