UPS并聯冗余方式的選擇
2005/11/4 15:48:23 電源在線網
一、熱備份（即串聯冗余）
UPS熱備份即UPS串聯冗余，有主機和從機之分。其基本原理是：主機正常時100%地承擔負載電流，故障時由從機提供后備電源。由于備用UPS是在主機旁路處在等待工作狀態，故稱為熱備份。
缺點：
1．主機靜態開關發生故障時，將可能中斷整個系統供電，出現瓶頸故障。
2．在市電故障，市電超限時，因為UPS封鎖旁路，所以主、從機無法切換，造成熱備份失效。
3．備機長期處于備用狀態，電池也長期處于浮充狀態，影響電池壽命。
4．目前尚無一個簡單的方式實現"互為熱備份"。
二、并聯冗余
并聯冗余是將多于兩臺同型號、同功率的UPS，通過并機柜、并機模塊或并機板，把輸出端并接而成。目的是為了共同分擔負載功率，其基本原理是：正常情況下，兩臺UPS均由逆變器輸出，平分負載和電流，當一臺UPS故障時，由剩下的一臺UPS承擔全部負載。三機并聯也是常用的一種方式，比如對于60KVA的負載，我們可以考慮三臺30KVA并聯，即使一臺UPS出現故障，另兩臺UPS仍然可以承擔全部負載，此為N+1并聯冗余。并聯冗余的本質，是UPS均分負載。
要實現并聯冗余，必須解決以下技術問題：
1．各UPS逆變器輸出波形保持同相位、同頻率；
2．各UPS逆變器輸出電壓一致；
3．各UPS必須均分負載；
4．UPS故障時能快速脫機。
并聯冗余的缺點：
1．由于要求功率均分，因而調試困難。有些品牌UPS要在滿負載運行時調節
功率均分。另外：輸入、輸出線長、線徑都是影響均分的因素。
2．并機柜系統如發生故障，將中斷整個系統供電（瓶頸故障）。
英國高力CHLORIDE是世界五大UPS生產廠之一，由于采用DSP控制技術，具有高超的冗余并聯運行技術：
1．并機運行的UPS獨立控制電壓與相位，沒有公共控制部分，不存在瓶頸故障。
2．并機調試非常簡單，只須每臺UPS參數設置完畢，即可投入并聯運行。
3．由于采用DSP控制技術，并機運行的每臺UPS輸出濾形，電壓都非常一致，因此并機環流很小。
4．多機并聯運行，SYNTHESIS系列：三臺并聯；EDP90系列：六臺并聯。
5．在并聯系統中任意一臺UPS故障時，DSP控制技術可以在正弦波的任意一點切換，使故障UPS快速脫機，由其它UPS繼續不間斷地供電。
并聯冗余技術的要點說明：
大功率UPS相位跟蹤在±3°，兩臺UPS并聯有可能在相位上相差6°，造成電壓差，sin6°=30V，因而在輸出端會造成很大的環流，就有可能使逆變器因過載而燒毀。另外，UPS機內各種元件電參數的微小差異也會導致輸出電壓的差異，同樣可以導致環流。目前，世界上并機技術較好的公司可將環流控制在2- 4%。
UPS熱備份即UPS串聯冗余，有主機和從機之分。其基本原理是：主機正常時100%地承擔負載電流，故障時由從機提供后備電源。由于備用UPS是在主機旁路處在等待工作狀態，故稱為熱備份。
缺點：
1．主機靜態開關發生故障時，將可能中斷整個系統供電，出現瓶頸故障。
2．在市電故障，市電超限時，因為UPS封鎖旁路，所以主、從機無法切換，造成熱備份失效。
3．備機長期處于備用狀態，電池也長期處于浮充狀態，影響電池壽命。
4．目前尚無一個簡單的方式實現"互為熱備份"。
二、并聯冗余
并聯冗余是將多于兩臺同型號、同功率的UPS，通過并機柜、并機模塊或并機板，把輸出端并接而成。目的是為了共同分擔負載功率，其基本原理是：正常情況下，兩臺UPS均由逆變器輸出，平分負載和電流，當一臺UPS故障時，由剩下的一臺UPS承擔全部負載。三機并聯也是常用的一種方式，比如對于60KVA的負載，我們可以考慮三臺30KVA并聯，即使一臺UPS出現故障，另兩臺UPS仍然可以承擔全部負載，此為N+1并聯冗余。并聯冗余的本質，是UPS均分負載。
要實現并聯冗余，必須解決以下技術問題：
1．各UPS逆變器輸出波形保持同相位、同頻率；
2．各UPS逆變器輸出電壓一致；
3．各UPS必須均分負載；
4．UPS故障時能快速脫機。
并聯冗余的缺點：
1．由于要求功率均分，因而調試困難。有些品牌UPS要在滿負載運行時調節
功率均分。另外：輸入、輸出線長、線徑都是影響均分的因素。
2．并機柜系統如發生故障，將中斷整個系統供電（瓶頸故障）。
英國高力CHLORIDE是世界五大UPS生產廠之一，由于采用DSP控制技術，具有高超的冗余并聯運行技術：
1．并機運行的UPS獨立控制電壓與相位，沒有公共控制部分，不存在瓶頸故障。
2．并機調試非常簡單，只須每臺UPS參數設置完畢，即可投入并聯運行。
3．由于采用DSP控制技術，并機運行的每臺UPS輸出濾形，電壓都非常一致，因此并機環流很小。
4．多機并聯運行，SYNTHESIS系列：三臺并聯；EDP90系列：六臺并聯。
5．在并聯系統中任意一臺UPS故障時，DSP控制技術可以在正弦波的任意一點切換，使故障UPS快速脫機，由其它UPS繼續不間斷地供電。
并聯冗余技術的要點說明：
大功率UPS相位跟蹤在±3°，兩臺UPS并聯有可能在相位上相差6°，造成電壓差，sin6°=30V，因而在輸出端會造成很大的環流，就有可能使逆變器因過載而燒毀。另外，UPS機內各種元件電參數的微小差異也會導致輸出電壓的差異，同樣可以導致環流。目前，世界上并機技術較好的公司可將環流控制在2- 4%。
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