工頻在線式UPS電源和UPS模塊化的優(yōu)缺點

來源：存能電氣  日期：2019-06-10 15:20  瀏覽量：次

　　工頻在線式UPS電源和UPS模塊化的優(yōu)缺點。隨著自動化、信息化地不斷發(fā)展，各行業(yè)對電力需求越來越旺盛，對電力保護要求越來越高，UPS作為保障供電穩(wěn)定性和連續(xù)性的重要設(shè)備，已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

　　UPS發(fā)展到現(xiàn)在，市場上有著各種各樣的機型，其中工頻機、高頻機、模塊化機型是目前UPS市場上最常見的三種機型。存能小編將介紹工頻在線式UPS電源和UPS模塊化的優(yōu)缺點。

　　工頻在線式UPS電源及其優(yōu)缺點

　　工頻在線UPS電源即基于變壓器輸出的UPS，使用SCR晶閘管器件作為整流器元件，整流器調(diào)制工作頻率與電網(wǎng)頻率(50Hz)一致，這種機型稱為工頻機。工頻UPS由整流器、逆變器、靜態(tài)旁路、維修旁路、輸出變壓器組成。輸出變壓器是UPS的必要組成部分，起升壓作用。因為UPS的整流、逆變的兩次變換均為降壓環(huán)節(jié)(SCR的管壓降)，所以在UPS輸出之前必須有一個環(huán)節(jié)用于升壓，這個輸出變壓器就是用來實現(xiàn)這一功能的。

　　目前工頻機在市場上逐漸萎縮，特別是在數(shù)據(jù)中心和通訊機房，已經(jīng)逐漸被高頻機、模塊化UPS所代替。工頻機也有其自身特點，在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是石油石化、化工、高端制造等行業(yè)，工頻機仍然是主角，在整個UPS行業(yè)，工頻機市場占有率保持在30%以上。

　　優(yōu)點

　　1、用數(shù)字信號處理技術(shù)確保測量數(shù)據(jù)快速、靈活，從而產(chǎn)生快速的控制變量，確保對充電器及逆變的實時控制。

　　2、由于市電環(huán)境的極不穩(wěn)定和易受到一些外部情況的影響，所以對短路能力及過載能力的要求也更高。將極大地提高負載設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。

　　3、獨有標配的輸入/輸出變壓器，使電流隔離免受輸入影響。在工業(yè)環(huán)境中，有些外部設(shè)備是大的干擾輸入，如泵、發(fā)動機等等。這些干擾容易造成電流波動，影響負載的安全，因此，電流隔離對于這領(lǐng)域尤為重要。

　　4、主要設(shè)計在苛刻的工業(yè)環(huán)境下使用，防護等級達到了IP54，而高頻UPS電源不具備這種適應(yīng)能力。

　　缺點

　　輸入功率因數(shù)低，功耗大，效率低，體積大，笨重，價格高，可靠性低；優(yōu)點是制造相對容易，尤其是采用手工作業(yè)影響也不大，要求一致性相對低一些。

　　模塊化UPS電源及其優(yōu)缺點

　　模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨做成一個個功率模塊，然后每個模塊并聯(lián)輸出，另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元，這樣整臺UPS就是一個個模塊疊加而成。模塊化UPS最大的特點是，功率部分很容易實現(xiàn)冗余功能，只要UPS帶載功率富余量大于單個模塊功率，UPS功率部分即可實現(xiàn)“N+1”冗余，從而提高UPS供電的可靠性。模塊化UPS還有個好處就是可用性高，當某個模塊故障時，直接更換模塊，維修時間非常短，維修非常方便。另外，模塊化UPS還經(jīng)常提到“邊成長邊投資”的模式，即用戶可以在初始建設(shè)時購買較少的功率模塊，在業(yè)務(wù)增長用戶設(shè)備增加后再購買功率模塊進行UPS擴容。

　　優(yōu)點

　　1.模塊化UPS電池的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極具彈性，功率模塊的設(shè)計概念是在系統(tǒng)運行時可隨意移除和安裝而不影響系統(tǒng)的運行及輸出，使投資規(guī)劃實現(xiàn)“隨需擴展”，讓用戶隨業(yè)務(wù)發(fā)展實現(xiàn)“動態(tài)成長”，既滿足了后期設(shè)備的隨需擴展，又降低了初期購置成本。

　　2.采用N+X冗余技術(shù)，性能可靠，為冗余可升級系統(tǒng)，可根據(jù)客戶需求進行升級。減少了系統(tǒng)本身和負載的風險系數(shù)，使負載受模塊化UPS保護時間全面提升。

　　3.綠色電源，高效節(jié)能，輸入功率因數(shù)PF≥0.99，其逆變效率可達98%以上，從而提高了整機工作效率，降低了損耗、節(jié)省了電能。

　　4.智能化配電系統(tǒng)，模塊化UPS電源的輸入和輸出一體化配電集成系統(tǒng)，與UPS主機配套使用，鋰電池安裝于與UPS主機的電池柜內(nèi)。

　　5.模塊化UPS工作效率高，功率密度大，機型由各個模塊組成，可實現(xiàn)熱插撥功能，且各模塊機架可完全分離，便于用戶以后的擴容或減容，使用方便。

　　6.模塊化UPS電池便于安裝、維護、更換、升級，降低了維護難度、減少了維護時間，且各模塊尺寸均按照標準19英寸結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低了用戶的初期購置成本。

　　7.塔式/機架式靈活選擇，可根據(jù)用戶需求進行靈活的配置，并機共用鋰電池包，減少占地面積，節(jié)省電池系統(tǒng)的投資成本。

　　缺點

　　1.模塊化UPS電源發(fā)展的難點主要集中在功率密度的提高和并聯(lián)數(shù)量的增加及降低價格三個方面。同功率負載能力下的預算費用會比傳統(tǒng)UPS要高不少，產(chǎn)品成本會增加。

　　2.組成的模塊化UPS臺數(shù)越多，故障點越多，系統(tǒng)可靠性降低。

　　3.受到體積的限制，在UPS模塊功率加大的情況下，散熱就成了大問題。

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)規(guī)模不斷增大，重要性越來越高，UPS無疑需要匹配這種要求，UPS電源具有如此眾多的優(yōu)點，模塊化UPS必將引起不間斷電源新的革命，進而成為未來UPS系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。