工业UPS电源和商业UPS的区别

不间断电源系统(以下简称UPS)为关键设备提供稳定、不间断的电源。在商业和工业应用中，越来越多的重要关键设备依赖UPS来保证不间断的供电和数据。

2022-12-30 10:50:35

不间断电源系统(以下简称UPS)为关键设备提供稳定、不间断的电源。工业UPS电源和商业UPS的应用中，越来越多的重要关键设备依赖UPS来保证不间断的供电和数据。
据统计，每10个不间断电源系统中约有8个(80%)是为信息技术应用而设计的。所以很多人对UPS有一个错误的认识，认为UPS是计算机信息系统的附属设备，专门用来保护IT设备。所谓工业UPS是一种落后边缘化的产品，工业UPS是一些厂商的名称或概念。这种理解是片面的。UPS作为不间断保护电源，不光用于保护计算机IT设备或信息数据，而且应用普偏。
事实上，UPS普偏应用于工业领域(不是IT领域)。正是因为UPS在这些非IT领域的普偏应用，才使得UPS技术和众多UPS厂商得以完善和发展，保持持续向上的生命力。这块蛋糕越做越大，竞争也越来越激烈。
选择商用UPS还是工业UPS，需要综合考虑的因素很多。一个因素是高可靠性。高可靠性取决于系统的设计、工艺和配置。I级UPS，元器件选用工业级甚至核级，关键元器件有足够的冗余，加强系统的抗冲击能力。其次，对工业环境的很强适应性和产品的长设计寿命也是工业UPS的优势之一。
我们从以下五个方面来区分和比较工业UPS和商业UPS。
1.根据应用领域区分工商UPS。
大多数工业UPS用户很难识别商用机器和工业机器之间的关键区别。商用UPS和工业UPS主要从UPS的应用领域来划分。
一般来说，在线不间断电源系统可分为三个主要应用领域：
(1)信息技术：
商用UPS已经与信息技术(IT)紧密结合，IT UPS设备的招标规格不需要特殊的技术要求。电信、银行、保险公司和大型企业的数据中心是典型的商业UPS应用的例子。在这些应用中，交流电源的中断可能会导致数据处理和电信传输的中断，但通常不会对人身或财产造成直接伤害。
(2)过程控制的关键程序：
几十年来，工业UPS系统在关键程序或过程控制应用的设计和应用方面积累了丰富的经验。在这些应用中，负载端交流电源的中断或不稳定可能导致危险的化工过程不稳定故障，或者对生产系统甚至周围环境造成极大的破坏。石化化合物和发电站是使用化学或蒸汽进行加工操作的典型例子。如果在此过程中控制电源中断，将会很危险。由于控制电源带来的巨大风险和损失，需要设计一套面向工业环境应用的UPS系统，性能测试比商用电脑更严格。比如核电站的核级UPS需要通过核级，认证，欧盟有RCC-E标准，中国有核安全合格供应商认证。
RCCE标准明确要求不间断电源在地震负载下安全工作。
海上UPS需要通过等级认证。如中国，的CCS、美国，的ABS、挪威，的DNV、法国的BV、英国的LR，A级认证标准对侧倾、振动、高低温和盐雾试验都有明确的要求。
(3)普通程序或过程控制：
我们称这种中间部分的应用为轻工业。即使在处理操作期间交流电源中断，这些应用类型也不会致命。在这些过程中，不间断电源的故障或不稳定可能导致成品的丢失或数百个工时的产品设备的重排。食品和饮料行业将是轻工业类型的例子。在这些领域，工业UPS系统的高可靠性将有效避免上述情况。当然，由于商用UPS的普及，也在这些领域得到应用。
根据以上分析，我们将UPS的应用领域举例如下(图1)。与商用UPS相比，工业UPS是为满足客户对不间断电源和特殊应用环境的需求而生产的。
图1不间断电源的应用领域
2.根据不间断电源的技术类型区分工业和商业不间断电源：
商用UPS的负载多为需要交流供电的IT设备，因此其产品类型为典型的交流输出UPS，包括待机、在线交互、在线双转换，均有应用。电信领域普偏使用的通信电源(高频开关整流器)，也可以理解为商用UPS的范畴。
工业UPS的产品概念更广，包括交流输出UPS、DC输出DCUPS甚至各种产品类型的组合。在不同的工业领域，针刀和DCUPS的比例不同，如图2所示。
即使是对针灸科来说，工业UPS的技术也大多是传统可控硅IGBT逆变器的技术结构。这种传统双转型在线UPS的高可靠性得到了工业客户的普遍认可。3.根据不间断电源的制造商区分工业和商业不间断电源：
工业UPS和商用UPS的应用领域不同。由于发展历史、市场策略、技术优势等原因，各种UPS厂商基本形成了工商分离的局面。
在商用UPS市场，UPS品牌众多，竞争激烈；在工业UPS市场，市场容量相对较小，基本被几个品牌占据。这些品牌包括艾默生/氯化物、AEG、GUTOR、AMETEK、BENNING等。他们专注于工业领域50多年，积累了丰富的专业经验和工程经验，得到了客户的普偏认可。4.工业不间断电源与商用不间断电源产品配置对比：
从客户需求的角度，我们来详细看看工业UPS是如何满足客户需求的，从中我们也可以比较其与商业UPS的区别。基于工业需求的多样性和应用环境的复杂性，其重要特点之一是工业UPS可以根据需求定制。
5.工业UPS与商用UPS的技术比较：5.1 UPS的应用环境和使用寿命；
许多工业不间断电源环境，特别是在一些发电应用中，可能处于高环境温度(高于30摄氏度)和空气中颗粒污染物的条件下。因此，要求工业UPS在大量不导电粉尘和高环境温度下正常工作。它在至少40摄氏度的环境温度下正常工作，有些场合甚至需要50~55摄氏度的设计。
相反，普通商用UPS的应用环境几乎都控制在30以内，保持非常干净。在高温环境下，任何不间断电源系统的寿命都会缩短。UPS易受高温环境影响的关键部件是内部UPS部件(如DC电容器)和蓄电池。在高温环境下，除非选择高温电容器，否则它们的寿命可能会缩短。
在商业不间断电源应用中，不间断电源用户可能不要求不间断电源具有长的使用寿命。然而，在关键过程控制中，不间断电源通常需要有15-20年的寿命。工业UPS系统内置设计余量，确保实际运行寿命能够满足客户要求。此外，工业UPS设备还将有可预见的备件更换计划，以确保UPS的平均无故障运行时间超过整个15-20年。
5.2关于不间断电源电池充电器：
一般来说，商用UPS的电池备份时间没有工业应用中的长，一般在10-30分钟左右，充电容量不需要增加。UPS电池充电器一般设计为在8-10小时内，用15-30分钟的备份时间将铅酸电池充电至95%容量。
与商用UPS相比，在工业应用中，充电容量必须更高，因为电池备份时间可以从60分钟到8小时甚至更长，这就要求UPS系统的充电器有足够的电池再充电容量。在工业应用中，经常使用备份时间为4-8小时的电池配置。
在工业UPS领域，为了更好地满足高低温恶劣环境的需求，镍镉电池也被普偏应用。除了铅酸电池，工业UPS的充电器也需要满足镍镉电池的充放电特性。
总结：
工业UPS电源是根据工业现场的多样化需求和恶劣环境设计制造的，体现了项目管理在充分满足客户需求过程中的应用。因此，我们在这里对工业UPS的理解不应该停留在产品层面，而应该在充分了解客户需求的基础上，实际为客户提供一个整体的电源保护解决方案(见图4)，并将这个解决方案作为一个工程项目，与客户充分配合，进行项目工程设计、项目管理、现场服务和运维的动态过程(见图5)。在一定意义上，工业UPS供应商可以理解为工程公司。