UPS不间断电源的工作原理和组成

不间断电源又名UPS不间断电源或UPS电源，它是一种电力辅助备用电源，当主输入电源发生故障或断电时。它从存储在电池、超级电容器或机械存储方法中的能量中即时提供电力。为敏感电子设备，例如：计算机、数据中心和关键工作设备提供临时电源，为需要可靠且一致的电源，并且可能会因突然停电而受到损害的设备提供有力的保护。UPS不间断电源填补了在几分钟内停电和恢复稳定供电之间的空白。

由于能量可以以不同的方式存储，因此不间断电源采取不同的形式。最常见的类型是可充电电池，插入交流（AC）插座。当出现电压下降、停电、浪涌或频率变化时，UPS会立即启动，以防止损坏电气设备。

虽然超级电容器和电池很常见，但也使用机械非电池。机械式UPS的类型包括电动发电机、旋转式UPS和飞轮式UPS，它们使用机械系统像电池一样。这三种机械方法是真空故障断路器，它利用真空技术中断电气故障以保护配电系统。

一、 不间断电源的工作原理：

对当今互联技术的运营重要的因素之一是清洁的连续电力，这需要使用可靠的备用电源系统，帮助公司避免停机的负面后果。不间断电源是在发生电源故障时供电的备用解决方案。它们可以正确关闭敏感设备并防止数据丢失。

除了作为一种安全装置外，UPS不间断电源还有其他方面可以保证电力系统的稳定性。它们保护电子设备免受电压浪涌和骤降、完全电源故障和不安全的输出电压波动的影响。这些因素中的每一个都会损坏电子设备、影响设备性能并危及关键设备的使用寿命。

不间断电源系统是保证可靠性和保护重要电子设备的重要工具。UPS电源的最终目标是保护所有形式的电气设备免受任何形式的电源异常的影响。

二、UPS不间断电源的类型：

UPS不间断电源的三大类是：备用式、线路交互式和在线双转换。备用和线路交互式UPS不间断电源系统被称为单转换系统，备用是两者中最基本的。在线双转换UPS不间断电源系统专为复杂的电源支持而设计，并不断激活。在线双转换UPS不间断电源的一种独特形式是多模式，它结合了两种基本UPS电源类型的功能。

这三种类型的UPS不间断电源能够满足广泛的应用、设备和电子过程的需求。他们的目标是在长期或临时恢复电源之前在电源故障期间保持设备的运行。

1．备用UPS电源：备用UPS电源是最基本的UPS电源形式，可在停电期间提供短期电池供电。当输入功率发生变化时，备用UPS电源从电池提供直流（DC）电源，该电池由用于运行连接设备的逆变器转换为交流电源。

2．线路交互式UPS电源：线路交互式UPS电源使用调节低电压和过电压的自相变压器，在不使用电池的情况下纠正功率波动。它们在停电期间自动调节电压并支持系统。与备用UPS电源一样，线路交互式UPS电源使用逆变器将电池电转换为交流电。

3．在线双转换UPS电源：在线式UPS电源，也称为双转换UPS不间断电源，是将输入交流电源转换为直流电源并转换回交流电源的UPS不间断电源系统。它们使用隔离直流电源运行，传输时间为零。使用在线UPS不间断电源，输入的交流电源传输到整流器，在那里转换为直流电源。直流电从整流器开始，在输送到电子设备之前经过反相。

在线双转换UPS不间断电源可提供高效的功率校正。它们用于高密度计算机情况、大型数据中心和关键任务应用。在线双转换UPS不间断电源的部分效率在于它们能够调节输入电流以为电池系统充电。

多模UPS电源：多模UPS电源使用单转换和双转换系统的功能来提供更高的保护和更高的效率。它们在正常输入功率条件下充当线路交互式UPS电源。当主电源出现波动时，它们会改变为双转换模式，以更好地隔离受影响的设备。多模式系统通过在不同模式下运行实现99%的效率。

多模式系统根据电子设备的需求转向最佳作模式。多模UPS不间断电源系统的设计存在差异，有些具有双转换模式和多模式，而另一些则具有高效节能模式和高级电源保护模式。在所有情况下，当系统检测到主电源出现问题时，系统都会在各种模式之间切换。

三电平绝缘栅双极晶体管（IGBT）UPS电源技术可降低开关和功率转换损耗。新的多模技术使用精密干扰分析仪和响应式监控，在主电源和UPS调节电源之间实现高精度和无缝切换。在这些系统中，UPS电源的运行时间更短，传输速度更高。

三、不间断电源的工作原理：

UPS不间断电源持续接收并监控来自主电源的电压。如果提供的电压丢失或不稳定，UPS不间断电源会自动切换到备用电源。UPS不间断电源的总体目的是保护电子设备和设备免受电涌、骤降和功率尖峰的影响，这对于现代商业和工业都很重要。备用电源的数量和长度取决于UPS不间断电源的功率容量及其补充的负载。

停电始终是一个潜在的威胁。大多数企业在停电方面使用的应对措施是安装发电机，在主电源中断时提供电力。虽然这是一个合乎逻辑的解决方案，但对敏感设备的保护还不够。

发电机为关键任务设备提供电力支持，例如IT、交流、供暖和各种形式的电子设备。负载要求的频繁变化使发电机难以保持一致的输出。这些类型的变化可以通过在线双转换不间断电源来处理，该电源可以调节功率并能够接受功率频率的变化。

四、UPS不间断电源系统的组件：

UPS不间断电源系统的类型多种多样，从用于数据中心和医院的系统到保护工业运营和其他类型应用的单相UPS电源系统。尽管UPS不间断电源系统的尺寸各不相同，但所有类型都有四个基本组件，即电池、自动转换开关（ATS）、整流器和逆变器。围绕这四个基本组件是UPS不间断电源的其他功能，它们为系统提供了额外的方面以增强其性能。

1．电池：所有UPS不间断电源系统的核心是电池，可在停电或停机期间供电。电池在市电故障期间或出现导致功率波动的异常情况时自动连接到负载。所有UPS不间断电源系统都至少有一个电池，有些系统具有多个电池串，以增加运行时间和冗余。电池串的独特结构通过使用多个电池为系统提供保护，以覆盖任何一个或多个电池的潜在故障。

2．自动转换开关（ATS）：当停电时，ATS会自动将电力从主电源传输到UPS电源主机。它们非常适合低于10千伏安培（kVA）且无法在并联配置中运行的小型UPS电源装置。ATS有两个交流电源输入源，“A”和“B”，如果第一个发生故障，一个提供电源。它们可用于即插即用负载，代替配电单元（PDU）。ATS可防止短路，并可以远程打开和关闭输出。

ATS的配置可以采用三种形式。“A”可以由UPS电源的输出供电，而“B”可以由主电源供电。“A”和“B”可以由两个独立的UPS电源输出或单独的主电源供电。多开关ATS为八个10AIEC公用事业或一个16AIEC供电，该系统具有来自两个主电源或两个UPS电源系统的两条电源线。

3．整流器：UPS不间断电源整流器将交流电转换为直流电，并可以接受广泛的输入电压波动，这使得UPS不间断电源系统能够在不激活电池的情况下处理过载或浪涌。当直流电源路由到逆变器时，它们负责为一个或多个电池充电。对于较大的UPS不间断电源系统，整流器可能具有电池充电器，而较小的系统（低于3kVA）的电池充电器和整流器可能是单独的组件。

整流器的正常功能是为电池充电并使其保持最佳工作状态，并为其他负载提供直流电。整流器安装有UPS不间断电源系统使用的电池类型，可以是铅酸电池（Pb）、锂离子电池或镍镉电池（NiCd）。铅电池有浮动和充电两种电流水平，而开放式铅电池和镍镉电池则使用三种电流水平，即浮动、快速充电和深度充电。锂离子电池因其卓越的能量密度、快速充电和长寿命而成为广泛使用的电池。

4．逆变器：对于在线UPS不间断电源系统，逆变器是双转换过程的一个重要方面，可作为电涌、尖峰和电噪声的过滤器。整流器转换的直流电被路由到逆变器，逆变器将直流电转换回负载所需的交流输出。对于在线UPS不间断电源系统，逆变器是输出的一部分。逆变器为电池充电，并在输入故障期间依赖电池供电。

虽然逆变器可以独立接收来自太阳能或电池的直流电并将其转换为交流电流，但在UPS不间断电源系统中，它们是一种公用交互式逆变器，是电源单元的一部分。独立逆变器和UPS不间断电源系统逆变器之间的区别在于它们的响应时间，UPS不间断电源系统在10毫秒内切换，而独立逆变器在大约500毫秒内切换。

绝缘栅双极晶体管（IGBT）是一种逆变器，它使用绝缘栅双极晶体管将直流电流转换为交流电流。IGBT逆变器能够以低损耗处理大额定功率，是与UPS不间断电源系统一起使用的常见选择。它们确保快速、快速、快速的切换。

集成栅极换向晶闸管（IGCT）逆变器能够处理高于IGBT逆变器的电压水平。它们坚固耐用，以坚固耐用和有弹性而闻名。IGCT的关断速度是它们与IGBT逆变器的另一个区别因素，这在UPS不间断电源系统中对于最大限度地减少开关损耗和确保精确的功率流非常重要。由于其坚固性，IGCT的使用寿命更长，这是降低UPS不间断电源系统更换成本的一个因素。

5．静态旁路开关：静态旁路开关是ATS，可在系统出现内部故障或故障时作为UPS不间断电源系统的故障安全措施。如果UPS不间断电源系统在旁路上运行，它会绕过整流器、电池和逆变器，以确保UPS不间断电源修复时的电源连续性。静态旁路开关称为电源安全故障。当系统在旁路开关上运行时，输入和输出电源不会被滤波，这在在线双变频UPS电源系统中是典型的。静态旁路开关根据UPS电源的状况在UPS电源开启或关闭UPS电源之间无缝切换，确保无论主系统发生任何变化，都能提供持续供电。

尽管静态旁路开关可能位于UPS电源系统的内部，但某些系统具有机械环绕式开关或旋转开关或一组断路器的外部旁路开关。这种类型的静态旁路开关通常与线路交互式和离线UPS系统一起使用，这些系统可以具有具有自动传输功能的外部静态旁路开关。

6．电容器：电容器是存储和释放电能的简单电气设备。它们的尺寸根据其额定电压容量而变化。电容器由具有导电表面的金属板组成，这些金属板由介电材料绝缘和隔开。介电材料的厚度决定了电容或电容器中可以存储多少电荷。

在UPS不间断电源系统中，电容器有三个用途。它们是交流输入滤波器和功率校正级的一部分，可平滑输入瞬变并减少谐波失真。它们也是UPS不间断电源输出滤波器的一部分，连接负载输出并控制输出电压的波形。作为整流器的一部分，直流电容器平滑电压波动以进行电源电压滤波。

7．UPS电源散热风扇：与UPS电源的各个方面一样，风扇在保持UPS电源逆变器和整流器冷却以实现安全运行方面发挥着重要作用。风扇经过精心布置，可提供足够的冷却，以避免组件老化和故障，因为UPS不间断电源组件在非常高的温度下运行。随着UPS不间断电源功率的增加，需要更大、更大的风扇来保护组件和UPS电源性能。

与电容器一样，UPS电源散热风扇也有固定的使用寿命，在最佳环境条件下运行时可以达到5到7年。制造商建议在风扇使用寿命之前更换风扇，以防止系统故障的风险。在许多情况下，风扇和电容器应同时更换，这一过程被描述为UPS电源大修。智能冷却系统具有风扇，可根据UPS电源的负载调节速度。

UPS电源冷却风扇仅在需要时运行，并由内部温度计激活。当UPS电源空闲且不使用电池时，风扇不会运行，除非具有风扇始终运行的在线UPS电源型号。

UPS不间断电源系统的组件在正常使用中会磨损，这使得它们容易出现故障。与所有类型的工业设备一样，UPS不间断电源也有维护计划，定期检查它们是否存在任何可能导致故障的问题。UPS不间断电源制造商在合同中提供维护计划，以协助确保其设备的正常性能，其中包括由制造商技术人员执行的维修、维护以及电池回收和监控。

五、UPS不间断电源系统输出波形：

三种不同类型的不间断电源波形是正弦波、方波和修正方波，称为阶梯轴。输出波形是选择UPS不间断电源系统的重要组成部分。它影响与连接设备的兼容性以及电源的稳定性和效率。每种类型的波形都有其优点和缺点，需要了解这些优点和缺点才能选择合适的UPS不间断电源系统。

UPS不间断电源制造商与客户密切合作，了解他们的需求并帮助选择最适合他们要求的UPS不间断电源系统。他们根据设备预防、消除和将要忍受的电源相关问题的类型对设备进行分类。

1．正弦波形：

正弦波形是最常见的波形类型。它是交流电流的平滑、重复振荡，是最优质的波形输出。正弦波形是由网络产生的相同类型的波形，符合现代电子产品的要求和规范。使用正弦波产生的输出电压具有很高的稳定性。高质量的UPS不间断电源系统具有纯正弦波形输出，这需要逆变器中昂贵的组件。正弦波形的纯度对于负载始终在运行的在线UPS不间断电源系统中尤为重要。

敏感电子设备通过正弦波电源运行。在大多数情况下，精确的电压和频率水平对于敏感设备的正常运行是必要的。正弦波形与几乎所有电子设备兼容，可防止尖峰、浪涌和电压骤降。正弦波UPS不间断电源具有降低噪声的滤波机制，称为电磁干扰（EMI）或射频干扰（RFI），可能会破坏敏感设备的功能。

2．方波形：

方波是最不理想的波形。它具有正弦波形的扁平化版本的外观。与从负最大值平滑移动到正最大值的正弦波不同，方波突然从负值跃升至正值，停留一个周期，然后跳到完全负值。虽然正弦波形UPS不间断电源系统价格昂贵，但由于价格实惠，因此使用方波。

作为脉冲波，方波在最大和最小幅度下具有任意持续时间，其比值称为占空比。真正的方波具有50%的占空比，高低周期相等。方波的峰值电压低于正弦波。与具有单一频率的正弦波形不同，方波包含多个称为谐波的高频，这些高频会导致嗡嗡声。方波的存在和使用是由于其成本低廉，这就是它们被用于廉价设备的原因。

3．阶跃或修改方波：

阶跃波形是方波和正弦波之间的折衷。方波被细化和分离，使其能够匹配正弦波的峰值并具有类似于正弦波的形状。用于形成阶跃波形的电路成本接近方波，并且比正弦波便宜。阶梯波形可以通过添加两个相位略微偏移的方波形式来产生。

使用阶梯方波的电子设备比使用方波的电子设备问题更少。步进方波用于中档UPS电源，并宣传为正弦波的步进近似值。尽管步进波形试图复制正弦波形，但它没有足够的灵敏度来处理高技术和关键设备。

UPS不间断电源的波形决定了输送到连接电子设备的电力质量。正弦波形模仿标准市电，对于现代设备的安全性、寿命、性能和正常运行至关重要。尽管方形波形和修正方波形可用且成本较低，但它们对于高技术设备来说不够灵敏。正弦波、方波和修正波形之间的选择取决于供电的电子设备类型和所需的可靠性水平。

六、非电池和电池机械UPS电源：

不间断电源依赖于电池，并在停电和停电期间提供短时间的备用电源。它们通过在主电源断电时立即供电来确保关键系统保持在线状态。它们通常被拥有敏感和精密设备的企业使用，这些设备可能会因断电而损坏。UPS电源直接连接到公司的主电源。

机械式非电池式UPS不间断电源系统是与电压频率无关（VFI）设备，称为机械不间断电源系统。它们是双转换单元，其中功率转换是机械的，电机的作用类似于整流器。

1．电动发电机（MG）：

电动发电机将电机与发电机结合在一起，电机在UPS不间断电源系统中像整流器一样运行。主电源驱动整流器，该整流器运行直流电机，为一组电池充电。当主电源发生故障时，电池为发电机供电，发电机继续向负载供电。电动发电机组设计用于为空调和冰箱等机械设备供电，而不是IT设备。

在连接到UPS不间断电源系统的电动发电机组中，发电机的电力可以输送到敏感的关键系统。由于发电机产生频繁变化的负载，因此UPS不间断电源系统使用在线双转换UPS不间断电源系统调节发电机的功率。由于UPS不间断电源系统不断将输入电源转换为交流电源转换为直流电源，然后再转换回交流电源，因此它们可以调整来自主电源或发电机的电源。

当输入功率出现偏差时，UPS不间断电源系统会立即启动。它们旨在短时间提供电力以保护关键系统。发电机的响应速度不如UPS不间断电源系统，但提供电力的时间更长。发电机电压和频率变化的不一致和波动需要在线UPS不间断电源系统来调整不稳定的发电机功率，以便为敏感设备提供一致的清洁电力。

2．旋转式UPS电源：

飞轮驱动的旋转式UPS电源不包括电池，可在几秒钟到几分钟内提供电力支持。与其他UPS不间断电源系统不同，旋转式UPS不间断电源系统可以为空调和照明负载长时间供电。与机械发电机组一样，它们不适合IT支持。旋转式UPS不间断电源的燃气或柴油发动机启动并保持动力。它的飞轮转动的时间足够长，使其发电机在离合器将其连接到发电机之前稳定下来。旋转式UPS不间断电源系统是独立发电机的一种成本效益替代方案，可确保关键设备的不间断冷却。

3．飞轮UPS电源：

飞轮是一种存储旋转动能以在停电或系统关闭期间提供备用电源的装置。旋转飞轮以高达37,000rpm的速度旋转，因为它将电能转化为存储的动能。当发生停电时，存储的动能被转换为直流电，然后发送到释放交流电的UPS电源。飞轮UPS电源在几秒钟内释放其容量，从而可以转换为备用电源。

飞轮系统的占地面积通常是电池系统的占地面积，其重量轻于铅酸和镍锌电池，重量与锂离子电池相似。大多数飞轮系统依靠机械滚珠轴承来旋转飞轮，每年都需要更换。磁飞轮系统利用磁相互作用，磁铁移动得更近或更远，以产生不同程度的阻力。

飞轮设置具有整流器和静态旁路。当发生电源变化、过压或电源故障时，飞轮将动能转化为直流电，通过直流总线并转化为逆变器，在逆变器中，直流能量被转换为交流电流，然后发送到连接的设备。提供的电源持续几秒钟，并允许备用电源接管。之后，飞轮在15分钟内充电，有些装置可以在2分钟内充电。

七、UPS电池：

不间断电源电池是UPS电源系统的重要组成部分。它们是权宜之计，旨在在主电源发生故障时短暂补充电力。UPS电池是瞬时响应停电的关键功能，对于保护敏感电子设备和设备至关重要。

UPS不间断电源系统中使用三种类型的电池，每种电池都有不同的成本、预期寿命和维护要求。了解这些因素对于选择UPS不间断电源系统至关重要。值得注意的是，随着新的创新电池使用方式的推出，电池技术也在不断变化。在检查电池选项时，了解电池设计寿命和电池使用寿命之间的差异非常重要，UPS不间断电源制造商解释了这些因素。

1．电池设计寿命：电池设计寿命与电池设计有关，由UPS电源制造商确定，并根据电池类型而有所不同。电池的设计寿命受到环境、温度、维护周期、放电周期和充电等电池使用寿命因素的影响，因此无法保证。优质电池可持续使用9至10年，但可能需要在6至8年内更换。

2．电池使用寿命：电池的使用寿命是电池选择的最重要因素，并受到电池实际使用情况的影响。电池使用寿命对于UPS不间断电源系统至关重要，因为它决定了何时需要更换UPS电池。在敏感和危急情况下，需要定期检查和监控UPS电池。

八、UPS电池的类型：

1．铅酸电池：

铅酸电池有两种类型：阀控式（VRLA）和排气式（VLA），其结构和性能各不相同。VRLA电池是用聚丙烯密封以防止漏液的电池。它们有一个用于释放气体压力的阀门。VRLA电池的使用寿命约为五年。

VLA电池通常封装在一个透明的外壳中，可以检查液体电解质的液位及其铅板的状况。它们的使用寿命比VRLA电池长得多，长达20年，并且可以抵抗过度充电。VLA电池由于占地面积大、成本高而很少使用。它们需要特殊的外壳并存在重大的安全问题。

2．镍镉（NiCad）电池：

镍镉电池由氧化镍氢氧化物、金属镉电极和氢氧化钾电解质溶液组成。它们在紧急备份系统中非常受欢迎。镍镉电池具有高能量密度，与较新的电池相比较低，但仍可以存储大量能量。镍镉电池的长生命周期为UPS系统提供了一致的支持。

提高镍镉电池实用性的一个属性是它们对温度变化的抵抗力，这使它们能够在恶劣的环境中生存。它们的快速充电使其成为UPS系统使用的理想选择。镍镉电池体积大且笨重，这是阻碍它们在狭小空间内使用的因素。此外，它们还含有有毒化学物质，存在安全问题并使其处置和回收变得困难。

3．锂离子电池：

锂离子电池由于功率密度高，体积更小、重量更轻，充电时间快。他们有内置的监控系统，可以检查每个电池，以提供有关电池健康状况及其性能的数据。锂离子电池产生的热量更少，可以在非常高的温度下运行，而无需空调或风扇进行冷却。它们是最新形式的UPS电池，也是价格最高的。锂离子电池的使用寿命比任何其他形式的电池都长，并且几乎不需要维护。

对于锂离子电池，当电子沿相反方向移动时，锂离子在电池的阴极和阳极之间移动。机芯产生电流。当电池充电时，运动方向与锂离子由阴极释放并被阳极接受的方向相反。虽然锂离子电池的电极可以使用多种材料，但最常见的组合是钴酸锂作为阴极，石墨用于阳极。

九、影响电池寿命的因素：

尽管UPS电池可能稳定且坚固，但它们会受到外部因素的影响，从而缩短其使用寿命并导致故障。宣传寿命为5年的电池通常在使用两三年后更换。了解缩短电池寿命的因素有助于确保UPS电源的性能。

1．温度：与许多类型的设备一样，环境温度是电池故障的最常见原因。高温会导致更快的化学反应并增加水分流失和腐蚀。公认的范式是，电池的推荐温度每升高10°C（50°F），使用寿命就会减少50%。

2．放电频率：UPS在停电期间运行后，会进行充电，这称为放电和充电循环。所有UPS电池都设计用于一定数量的放电和充电循环。电池完成的循环次数会根据放电深度降低其容量，轻微放电的电池比完全放电的电池持续时间更长。

3．工作电压：UPS电池具有充电电压率。超过该速率的充电会导致损坏和使用寿命缩短。过度充电会产生过多的氢气和氧气，导致内部干燥或热失控。相比之下，充电不足会导致电池极板上形成硫酸盐晶体，从而使电池变硬并损坏电池。

4．交流纹波电流：整流器、充电器或逆变器产生的交流纹波电流会导致UPS过热，从而加速电池极的劣化和UPS电池的故障。纹波电流是一种非正弦波形，是由于交变波形的不完全抑制造成的。

5．电池完全放电：如果不充电，放电后保持0%状态的电池可能会损坏。这是硫酸化的原因之一，它阻止了充电。

6．电池应用：不同的电池是为不同的应用而设计的。用于UPS不间断电源系统的那些在短时间内（即几分钟）提供高速率电压。其他形式的电池可提供数小时的电力并独立工作。如果在UPS不间断电源系统中使用持久耐用的电池，它们的性能将不如为此目的设计的电池。

九、电源问题的类型：

在停电的情况下，电流或波形会从其正常工作模式变为偏差，这根据电源问题的类型而有所不同。尽管最常见的电源问题形式是停电，但还有其他更常见的问题会产生非常规的电源电流或波形。

1．电涌或尖峰：在电涌期间，电压会突然升高，远高于正常水平。浪涌会导致过载，从而通过内部组件过热而损坏电子设备。它们的发生有多种原因，包括电网切换、变压器故障或雷击。UPS不间断电源系统对电涌的反应方式与对停电的反应方式相同，通过切换到电池电源来保护敏感设备。这种反应是必要的，因为电源容易受到任何可能造成损坏的干扰。

2．掉电：掉电是电压长时间下降。它们就像下垂，但持续时间更长，而且很严重。当主电源无法应对负载需求时，就会发生掉电，这会导致发电公司降低网络电压。根据具体情况，掉电可能会持续几个小时。掉电的主要原因是为了减轻电力资源的压力并避免停电。

3．凹陷：骤降是主电源的压降，可以持续几个周期。它们是由负尖峰引起的，但持续时间更长。骤降很常见，是由于打开大负载造成的。如果主电压下降得非常低，骤降会导致计算机关闭。骤降的电压下降比标称主电源低10%或更多。如果骤降足够低，则会导致数据和语音处理硬件出现故障或重新启动。在骤降事件期间，电源单元（PSU）会消耗更多电流，这会给组件带来额外的压力并导致热量积聚。

4．过压：过压是指电路超过其正常水平，导致组件损坏。电路和电路元件有设计限制。当电压超过该限制时，电路会出现过压。过电压的持续时间从过去到永久性不等。过电压的原因是雷击、开关浪涌或主电源故障。过电压的结果有多种形式，从绝缘击穿到高度敏感设备的损坏。

5．谐波失真：谐波失真是由从主电源汲取峰值电流的非线性负载引起的。它们由整流器、开关模式电源和旋转机器产生，其中包括计算机、复印机、激光打印机和变速电机。谐波失真会导致电流上升，从而增加温度，并因过热而导致组件故障。

6．电噪声：电噪声是进入电路的不需要的电信号。它们发生在电源和信号电路中，它们会破坏信号。数据和信号电路由于其运行速度和低电压水平而最容易受到电噪声的影响。随着信号电压变低，它们承受电噪声的能力就会降低。信噪比表示电路在有效信号损坏之前可以容忍的噪声水平。

7．停电：停电是指主电源完全故障，关闭系统的各个方面，并且没有警告，持续很长时间，并且是由恶劣天气或灾难性设备故障引起的。它们是扰乱工作条件和社会功能的主要不便。除了不方便之外，停电还可能很危险，因为它们会中断医疗设备的功能、关闭公用设施并损坏计算机和IT功能。

与其他电气中断不同，停电影响大面积和地区，并有多种原因，其中最常见的是大风和强风暴。其他原因是电网上的事故，例如电线杆和电线被撞倒或运行过多的大功率电器。停电的危险是由于纠正停电结果需要时间，使工作和生活条件变得困难。

十、有关UPS不间断电源系统的规定：

不间断电源的法规有多种形式，包括电磁兼容性（EMC）合规性、性能标准以及UPS电源对电网影响的限制。对于使用铅酸电池的UPS不间断电源系统，有一套关于选择、安全作、测试、维护和更换的单独规定。其他监督法规包括UPS电源系统安装、环保标准、编写法规、等电位键合和接地。

UPS电源必须遵守属于该职权范围的低压EMC指令和法规。UPS电源标准EN62040或国际电工委员会标准IEC62040涉及移动式、固定式、固定式、可插拔式和永久式UPS。EN62040涵盖的UPS电源拓扑结构有离线-VFD、线路交互式-VI和在线-VFI。

UPS电源的测试分为两种环境，分为第一环境和第二环境。第一环境分类适用于家庭、商业和轻工业中使用的UPS不间断电源，而第二环境分类适用于轻工业和重型工业场所。

结论：

不间断电源是在停电期间为关键系统提供短期备用电源，以确保组件和设备能够继续运行或安全关闭。

UPS不间断电源是一种安全装置，旨在保护设备免受损坏，用于为可能因断电而损坏的敏感电气设备供电。

UPS不间断电源通常用于具有计算机系统、数据服务器和关键任务设备（例如医疗设备和实验室系统）的环境。

UPS不间断电源系统的能量以不同的方式存储，其中最常见的是可充电电池。产生存储动能的机械设备也用作断电期间的权宜之计。

电池供电的UPS不间断电源有一个整流器、逆变器、一个或几个电池、一个静态旁路和控制单元，所有这些都插入主电源，并在检测到功率波动时激活。

UPS不间断电源系统有三种类型，分别是单转换、双转换和多模式，也称为待机、在线和线路交互，多模式是三种基本类型中的两种的组合。