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UPS电源并机冗余运行方式的选择

发布时间:2015-03-27    来源:http://www.ysddy.com

在通信局(站)中,通信设备是不允许停电的,为了提高UPS电源系统的可靠性、便于UPS电源系统的扩容和定期检修维护,常采用并机冗余运行方式。冗余连接方式有多种,各有优缺点,考虑方案时要根据实际负载情况,选择合适的模式。当前并机冗余运行方式大致可分为两大类:

1、热备份(即串联冗余)。UPS电源有主机和从机之分,其基本原理是:主机正常时100%地承担负载电流,故障时由从机提供后备电源。由于备用UPS电源是在主机旁路处在等待工作状态,故称为热备份。此系统结构及控制简单,但存在以下缺点:主机长时间工作,而从机处于长期待机状态,两机的元件老化程度不均匀,且从机所配蓄电池长期处于浮充状态,影响蓄电池寿命;在从机供电的状态下,主机静态旁路故障时将可能中断整个系统供电,出现瓶颈故障;系统负载不能超过单机容量且以后无法扩容。

2、并联冗余。将多于两台同型号、同功率的UPS电源,通过并机柜、并机模块或并机板,把输出端并接而成。目的是为了共同分担负载功率,其基本原理是:正常情况下,两台UPS电源均由逆变器输出,平分负载和电流,当一台UPS电源故障时,由剩下的一台UPS电源承担全部负载。三机并联也是常用的一种方式,比如对于60KVA的负载,我们可以考虑三台30KVA并联,即使一台UPS电源出现故障,另两台UPS电源仍然可以承担全部负载,此为N+1并联冗余。

并联冗余的本质,是UPS电源均分负载。此种方式目前常有两种结构,一种是UPS电源通过外加并机柜方式并联,并机柜提供同步及多机均流控制,同时提供并联系统的总静态旁路;另一种是在每台UPS电源内安装一套逻辑控制板,控制各台机器的同步及均流输出。

此方案的优点是易于扩容(采用并机柜方式时应将并机柜按终期考虑),通过冗余备份提高供电可靠性。但也存在一些缺点:采用并机柜方式,一般会使并机柜成为系统的公共瓶颈点,一旦其内部失控或故障,会导致整个系统供电失败;此外由于各台UPS电源输出量参数难以保持完全一致,也会导致各UPS电源在向负载供电同时,还在UPS电源内部的逆变器间形成环流,当环流过大,将直接危及逆变器安全;如果各UPS电源向负载供电的电流差异过大,将使逆变器的功率放大元件老化速度失衡,也会引发故障,一般来说,供电系统中并机数量越多,UPS电源系统发生故障的概率也越大。

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