模塊化UPS冗余并機(jī)和傳統(tǒng)UPS并機(jī)形式的區(qū)別

來源：存能電氣  日期：2019-07-02 16:05  瀏覽量：次

　　模塊化UPS冗余并機(jī)和傳統(tǒng)UPS并機(jī)形式的區(qū)別。為了提高系統(tǒng)的可靠性，就必須采用冗余式并機(jī)方式，因而UPS的并聯(lián)技術(shù)在近幾年得到了很大的發(fā)展。模塊化UPS冗余并機(jī)可擴(kuò)充的模塊結(jié)構(gòu)有效解決了這一問題，它可以幫助用戶在未來發(fā)展不明確的情況下分階段進(jìn)行建設(shè)和投資，可以提高系統(tǒng)的可靠性。

　　模塊化UPS冗余并機(jī)和傳統(tǒng)UPS并機(jī)形式的區(qū)別

　　一、系統(tǒng)可用性方面的區(qū)別

　　在傳統(tǒng)UPS產(chǎn)品中，一直存在著單臺(tái)UPS容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障的問題，用戶唯一的安全保障措施是采用“1+1”或“N+1”舊有的安全防范格局，該措施不僅造成較大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，而且容錯(cuò)率僅有一次。

　　傳統(tǒng)UPS發(fā)生故障后，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，而且很困難。對(duì)于一般的大型供電系統(tǒng)來講，供電系統(tǒng)故障后，由于系統(tǒng)過于復(fù)雜、產(chǎn)品供應(yīng)商反應(yīng)速度、維修人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)、備件儲(chǔ)備和提供情況、故障原因的查找和分析，出現(xiàn)故障需要有受過專門培訓(xùn)的維護(hù)技術(shù)人員憑經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障原因的查找和分析后，以確定故障引發(fā)點(diǎn)和受損部位，制定維修方案，調(diào)取備件、更換維修，修復(fù)后調(diào)試、試運(yùn)行，交付用戶。在上述環(huán)節(jié)中，若有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)判斷失誤，維修過程就要延長(zhǎng)。

　　UPS模塊式設(shè)計(jì)概念全面優(yōu)化了“N+X”投資方案，客戶僅需多購(gòu)置X個(gè)較小功率的模塊，即可輕松實(shí)現(xiàn)X次故障冗余及升級(jí)擴(kuò)容。模塊化UPS系統(tǒng)陣列中的所有功率模塊平均負(fù)擔(dān)系統(tǒng)負(fù)載，各并聯(lián)模塊皆為內(nèi)置冗余的智能型獨(dú)立個(gè)體，無需系統(tǒng)控制器對(duì)并聯(lián)系列集中控制。任何模塊發(fā)生故障后(包括系統(tǒng)控制模塊)，其冗余設(shè)計(jì)便會(huì)充分發(fā)揮效用，全面保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)最大程度的故障冗余，同時(shí)用戶還可根據(jù)需要選擇超過一次容錯(cuò)率的冗余。

　　因此，UPS結(jié)構(gòu)的模塊化、可熱插拔設(shè)計(jì)，是UPS系統(tǒng)可用性和可維護(hù)性的重要的新技術(shù)標(biāo)志之一。

　　二、旁路設(shè)置上的區(qū)別

　　對(duì)于UPS冗余系統(tǒng)，在旁路設(shè)置上有2種基本結(jié)構(gòu)：一種是每個(gè)單機(jī)或單元各帶一個(gè)旁路，另一種是系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)置一個(gè)大旁路。

　　在傳統(tǒng)單機(jī)UPS構(gòu)成的冗余系統(tǒng)中，單機(jī)體積較大，但靜態(tài)開關(guān)選擇按單機(jī)容量配置，而且位置靠近功率板，一旦出現(xiàn)故障(如IGBT燒毀)可能連累靜態(tài)開關(guān)的工作。另一方面，由于單元上的差別和通信上的延遲，每個(gè)單元的旁路在切換過程中，并不能做到完全同時(shí)切換，從而使得在切換的瞬間，某臺(tái)機(jī)器的旁路承載的電流特別大，從而造成該旁路損壞，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。

　　模塊化UPS，其靜態(tài)開關(guān)容量按整機(jī)容量配置，結(jié)構(gòu)上與功率工作部分分離，其動(dòng)作控制亦是獨(dú)立的，避免了傳統(tǒng)并機(jī)系統(tǒng)分別投切而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，完美地詮釋了“分統(tǒng)結(jié)合，互不連累”的并聯(lián)冗余設(shè)計(jì)理念。其采用的“先合后開”動(dòng)作模式，更使得系統(tǒng)投換實(shí)現(xiàn)了真正意義上的零轉(zhuǎn)換。

　　三、擴(kuò)容方面的區(qū)別

　　模塊化UPS為供電系統(tǒng)構(gòu)建與IT設(shè)備機(jī)架的增加同步進(jìn)行創(chuàng)造了條件，使供電系統(tǒng)設(shè)備的功率容量始終與已運(yùn)的IT設(shè)備的實(shí)際負(fù)載量保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤?，特別是當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)需要修改，甚至項(xiàng)目啟動(dòng)失敗或場(chǎng)地要搬遷時(shí)，能夠經(jīng)濟(jì)而靈活的變更或退出。

　　而對(duì)已運(yùn)行的傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)為了擴(kuò)容而改造時(shí)，很難保證不需要短時(shí)間停機(jī)操作，或者在系統(tǒng)運(yùn)行中進(jìn)行改造操作而很容易誘發(fā)系統(tǒng)意外故障而宕機(jī)。

　　四、維護(hù)性方面的區(qū)別

　　傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)在日常維護(hù)、設(shè)備維修期間均需采取轉(zhuǎn)旁路的工作方式，負(fù)載因此不受UPS保護(hù)，此時(shí)如果發(fā)生交流電源中斷、過載等故障，勢(shì)必造成負(fù)載電源供應(yīng)中斷或設(shè)備損壞。同時(shí)設(shè)備維修還需要經(jīng)過一系列煩瑣的程序：系統(tǒng)管理員通知廠商+廠商趕至維修現(xiàn)場(chǎng)+停電維修。

　　新型模塊UPS采用了先進(jìn)的UPS模塊熱插拔技術(shù)，單體模塊可任意在線投入或退出并聯(lián)單元，無需停電操作，實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)系統(tǒng)的在線維護(hù)，同時(shí)該操作無需專門的儀器和技術(shù)即可進(jìn)行。

　　五、安裝場(chǎng)地的區(qū)別

　　傳統(tǒng)UPS體積大，效率低，一般與用電設(shè)備尤其是服務(wù)器等信息設(shè)備分開安裝設(shè)置，距離較遠(yuǎn)而容易使得用電設(shè)備零–地電位差偏大，從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行。而模塊化UPS由于采用高頻化技術(shù)，整機(jī)體積小，運(yùn)行效率高，可以直接就近安裝在設(shè)備附近，從而可避免這一問題的產(chǎn)生。

　　根據(jù)模塊化特征的要求，在UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)的模塊化過程中，應(yīng)掌握兩個(gè)原則：

　　(1)應(yīng)將系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)和故障率相對(duì)高的環(huán)節(jié)在物理結(jié)構(gòu)上組成獨(dú)立的模塊，以達(dá)到通過冗余配置提高可靠性和可快速插拔修復(fù)的目的。

　　(2)組成的模塊應(yīng)是“具有定義明確的獨(dú)立功能和可獨(dú)立運(yùn)行的單元'在結(jié)構(gòu)上可進(jìn)行重組，使其可“整體安裝、拆卸、更換、移動(dòng)'并盡可能把相同的單元做“冗余并機(jī)”配置。

　　總結(jié)：具有“冗余容錯(cuò)功能”和“熱插拔修復(fù)技術(shù)”是模塊化UPS的兩個(gè)最根本的特征。因此模塊化UPS就是UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的集成化和模塊化過程，模塊化程度的髙低直接反映了模塊化UPS的性能和先進(jìn)性。