UPS電源“十全十測”之5：同步精度測試

一、什么是同步精度

UPS同步精度指的是不間斷電源（UPS）的輸出頻率與市電頻率之間的同步程度。在正常情況下，UPS的逆變器會(huì)跟蹤市電的頻率，確保輸出頻率與市電頻率保持一致，以維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同步精度通常以百分比的形式表示，例如±0.2%或±0.5%，這表示UPS的輸出頻率可以在市電頻率的一定范圍內(nèi)波動(dòng)而仍然被認(rèn)為是同步的。

二、怎樣計(jì)算同步精度

同步精度的計(jì)算通?；赨PS輸出頻率與市電頻率之間的差值。假設(shè)市電頻率為50Hz，而UPS的輸出頻率為50.1Hz，那么UPS的輸出頻率比市電頻率高0.1Hz。如果UPS的同步精度指標(biāo)為±0.2%，那么0.1Hz的偏差相對(duì)于50Hz的市電頻率來說，就是0.2%的偏差，這在同步精度指標(biāo)范圍內(nèi)。具體的計(jì)算公式可以表示為：

tj —— 同步精度； θ—— 旁路輸入電壓與逆變輸出電壓之間的相位差，單位：度（°）

三、怎樣測試UPS的同步精度

(1)測試方法：旁路輸入電壓為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，輸出接額定阻性負(fù)載，當(dāng)逆變輸出與旁路輸入同步后，數(shù)字示波器測量旁路輸入電壓波形與逆變輸出電壓波形之間的相位差(2)注意事項(xiàng)：在測試過程中，需要確保測試設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性，同時(shí)避免對(duì)UPS造成不必要的損壞。此外，還需要注意測試過程中的安全問題，如防止觸電和短路等。

四、測試設(shè)備

在上面測試方法中，我們提到測試UPS同步精度要用到數(shù)字示波器，那么我們?nèi)绾胃鶕?jù)測試精度需求選擇合適的實(shí)時(shí)示波器呢。在電子測量領(lǐng)域，同步（時(shí)間間隔）測試精度是衡量示波器性能的一個(gè)重要指標(biāo)。它決定了示波器在測量兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間關(guān)系時(shí)的準(zhǔn)確性，那示波器的同步（時(shí)間間隔）測試精度由哪些條件決定呢，由下方R&S MXO5系列示波器指標(biāo)表給出的計(jì)算公式可以看出，同步（時(shí)間間隔）測試精度主要由兩個(gè)因素決定：示波器的實(shí)時(shí)采樣率（real-time）和示波器的硬件時(shí)基精度（timebase accuracy）。

表1 R&S MXO5水平參數(shù)指標(biāo)表

(1)實(shí)時(shí)采樣率：實(shí)時(shí)采樣率是指示波器每秒能夠采集的樣本數(shù)量。采樣率越高，示波器能夠捕捉到的信號(hào)細(xì)節(jié)就越多，從而提高了測量的準(zhǔn)確性。在同步測試精度中，采樣率的倒數(shù)與一個(gè)常數(shù)0.20相乘，作為精度的一部分。這意味著，隨著采樣率的提高，由采樣率引起的誤差會(huì)減小。(2)硬件時(shí)基精度：硬件時(shí)基精度是示波器內(nèi)部時(shí)鐘的準(zhǔn)確性，它決定了示波器在測量時(shí)間間隔時(shí)的精確程度。時(shí)基精度通常以ppm（百萬分之一）或ppb（十億分之一）為單位來表示。在這個(gè)公式中，時(shí)基精度與測量讀數(shù)的絕對(duì)值相乘，作為精度的另一部分。因此，時(shí)基精度越高（即數(shù)值越?。?，由時(shí)基引起的誤差就越小。以R&S MXO5系列示波器和RTO6系列示波器為例，它們的時(shí)基精度分別為±0.2 ppm和±10 ppb。這意味著，在相同的測量條件下，RTO6示波器由于具有更高的時(shí)基精度，其同步測試精度將更高。這也是為什么更高端、價(jià)格更高的示波器通常具有更高的時(shí)基精度和更好的整體性能的原因。

圖1 R&S示波器家族

五、總結(jié)

UPS的同步精度是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一。通過精確的測試，可以評(píng)估UPS的輸出頻率與市電頻率之間的同步程度，從而判斷UPS是否能夠滿足使用要求。在測試過程中，需要準(zhǔn)備相應(yīng)的測試設(shè)備，并按照正確的步驟進(jìn)行操作，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，還需要注意測試過程中的安全問題，避免對(duì)設(shè)備和人員造成損害。通過定期的同步精度測試，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題，確保UPS的正常運(yùn)行和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電。