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UPS原理與并機冗余方案
UPS并機的方案有幾種,這里簡單整理出來供大家參考。主要揭示原理,分析優劣。
這里先從高端(HIGH)到低端(LOW)的次序。
1、模塊化并機+外置靜態開關 模式
這是目前比較高、大、上的模式,較費銀子,先看結構:
優點:
任一臺UPS故障停機后,負載都可以由剩余UPS承擔;
正常工作時,負載由所有UPS分擔,負載率低;
設置獨立STS靜態切換開關,并設有STS的維修旁路便于維護,STS故障的可靠性有所提高,降低風險點;
負載也可分散配置,降低風險系數;
缺點:
增設設備較多,2臺UPS、2臺STS、市電配電柜1臺,需要占地面積較大,投資額較大;
2、并聯式UPS熱備份系統
這是目前最常用的模式,雖然成本不低,但是可靠性對得起這個價格,所有是最最常用的并機方式,如果您還想再節省一些Money,那就采用2+1并機方式:三臺UPS并機,任何一臺故障,都不會影響正常的供電。
下面是1+1并機的原理圖:
優點:
任一臺UPS故障停機后,負載都可以由剩余UPS承擔;
正常工作時,負載由所有UPS分擔,負載率低;
市電停止時,電池續航時間為所有電池組的累加時間;
缺點:
技術要求高、調試復雜,要求并機UPS的品牌、型號、規格完全一致;
對各臺UPS的輸出同步性要求高,一旦不同步產生環流,有可能導致短路故障;
3、旁路式UPS熱備份系統
旁路式UPS冗余模式屬于熱備模式,即:在同一時刻只用一臺UPS為負載提供電力,另一臺等著,一旦運行著的主UPS故障,等待的UPS立即接管負載。
展開 UPS原理與并機冗余方案
UPS并機的方案有幾種,這里簡單整理出來供大家參考。主要揭示原理,分析優劣。
這里先從高端(HIGH)到低端(LOW)的次序。
1、模塊化并機+外置靜態開關 模式
這是目前比較高、大、上的模式,較費銀子,先看結構:
優點:
任一臺UPS故障停機后,負載都可以由剩余UPS承擔;
正常工作時,負載由所有UPS分擔,負載率低;
設置獨立STS靜態切換開關,并設有STS的維修旁路便于維護,STS故障的可靠性有所提高,降低風險點;
負載也可分散配置,降低風險系數;
缺點:
增設設備較多,2臺UPS、2臺STS、市電配電柜1臺,需要占地面積較大,投資額較大;
2、并聯式UPS熱備份系統
這是目前最常用的模式,雖然成本不低,但是可靠性對得起這個價格,所有是最最常用的并機方式,如果您還想再節省一些Money,那就采用2+1并機方式:三臺UPS并機,任何一臺故障,都不會影響正常的供電。
下面是1+1并機的原理圖:
優點:
任一臺UPS故障停機后,負載都可以由剩余UPS承擔;
正常工作時,負載由所有UPS分擔,負載率低;
市電停止時,電池續航時間為所有電池組的累加時間;
缺點:
技術要求高、調試復雜,要求并機UPS的品牌、型號、規格完全一致;
對各臺UPS的輸出同步性要求高,一旦不同步產生環流,有可能導致短路故障;
3、旁路式UPS熱備份系統
旁路式UPS冗余模式屬于熱備模式,即:在同一時刻只用一臺UPS為負載提供電力,另一臺等著,一旦運行著的主UPS故障,等待的UPS立即接管負載。
展開 三相中大功率UPS電源的五大新技術
該技術的運用,不但提高了逆變器的可用性,還提高了UPS效率,達到96.5%。
那么是否五電平六電平逆變器的可用性會更高呢,答案不是這樣的,因為電平數越多,逆變器需要的功率器件的數量就越多,使得逆變器出故障的可能性增多。因此,需要在功率器件的耐壓值和數量上找到合理的平衡。施耐德電氣的實踐證明運行在全球范圍內的數萬臺四電平逆變器可用性優于傳統的工頻機
3.新型物理架構的大功率并機系統
大型及超大型數據中心及半導體行業的用戶,經常會搭建功率為1500KW及以上的UPS系統,這就需要采用多臺UPS并聯的系統架構。
并機系統的電氣架構大家都知道有兩種,多臺UPS直接并機,和公用靜態旁路的多臺UPS并機。所有廠家都公認:公用大功率靜態旁路的多臺UPS并機系統可用性更高,但成本較貴。
而從物理架構的角度出發,并機系統目前也發展出有兩種模式。如圖示1500KVA并機物理結構1,為傳統的3臺500KUPS單機通過外部配電柜和電纜進行直接并聯,總共需要7個外部配電柜和多組電纜。每臺UPS都有外配的主輸入、旁路輸入、UPS輸出、電池回路等四把交直流斷路器和四組交直流電纜,使得UPS系統操作復雜,造成可用性降低,配套的配電柜和電纜成本高,對現場施工環境要求高,對現場施工人員技術要求高,施工工期長。
為解決上述問題,新的集成化預制化的物理結構的并機系統應運而生。
并機物理結構2,為6臺250KW的功率柜+1500KW靜態旁路+輸入輸出I/O柜通過外部主配電柜和主電纜進行并聯,總共需要4個配電柜和少量電纜。每臺250KWUPS功率柜內部集成了自動控制的接觸器和熔斷器,內部還集成和預制了主輸入、旁路輸入、主輸出和電池母線的銅排背板與I/O柜連接,每臺UPS功率柜不再需要外配四把分斷路器和四組分電纜。
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這么多的因素都在制約著每臺UPS單機,萬一其中之一的狀態不良,就
會導致輸出失敗,并聯系統中因單機跟蹤不好而退出的例子并不少見,甚至有的就導致了供電故障。
無數據線并聯是國際上推出的一項專利技術,UPS在并機時,不需要互相獲取對方的實時頻率、相位,電壓,電流等參數信息,也不用信號線將其連接起來就能達到均分負載電流的目的。這種技術在強大數字處理器的直接數字合成技術和自適應調控功能的支持下,只需要自己關自己的輸出電壓、電流及相位,就可達到輸出同步、均分負載和故障UPS快速脫機等調控功能,使并機的可靠性進一步提高。這就將UPS并機技術提高到一個
嶄新的高度。這種技術已應用于我國和許多機房多年,比如國防單位、新華社、國家氣象局、航空航天、衛星發射基地、金融和電信,等等。由于這是一項專利技術,目前還只有少數廠家掌握,伊頓愛克賽和山特就是其中的佼佼者。
4. 大型模塊化UPS結構的誘惑
UPS的壽命是一個令人擔憂的問題。一個大型機房建設起來很不容易,不但投資大而且周期長,費人費力,其地位更是重中之重,這樣的機
房總希望不間斷的服務周期越長越好。但遺憾的是,UPS的壽命有限,最多8到10年,如果逾期不能及時更換就會埋下致命的隱患。無奈一般
更換UPS時不得不停機,停電對大型機房就意味著重大損失。模塊化結構是解決這個難題的最好方法,可惜目前的UPS模塊功率一般都比較小,盡管有的已推出200kVA的模塊,可惜每個模塊就是一個單機機柜,在并聯意義上和以往的單機并聯系統沒有區別,也是最多8臺單機并排站
立在地板上,更換起來也很不方便。
俗話說:現在的時代是只有想不到的,沒有辦不到的。恰恰又是伊頓愛克賽解決了這個問題。
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