设备环境考试培训UPS电源的串并联使用[1]

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6.3.2 UPS电源的串并联使用

从UPS电源的逆变工作、电池工作及旁路工作三种工作状态来看，其确实有较高的供电质量和可靠性。但是UPS电源毕竟是由成百上千个电子元器件、功率器件和散热风机与其他-些电气装置组成的功率电子设备。当采用单台UPS电源供电时，由于其平均无故障工作时间是个有限值（一般规定在10万小时左右，但这只是平均值），所以还是会发生由于UPS电源本身的故障而中断供电的现象。采用双机热备份的冗余技术可很大程度上提髙供电系统的可靠性。

UPS电源热备份方式分为串联和并联两种方式。

图6-12所示为双机串联热备份工作方式示意图。这种串联方式将处于热备份的UPS输出电压连接到主机UPS电源的旁路输入端。UPS主机正常工作时负担全部负载功率，当UPS主机发生故障时便自动切换到旁路状态，由UPS备机的输出电压通过UPS主机旁路输出继续为负载供电。当市电中断时，备机与主机都处于电池工作状态，由于UPS主机承担全部负载，所以其备用电池先放电到终止电压，而后自动切换到旁路工作状态，由备用UPS的电池为负载供电。用于双机串联热备份使用中的两台UPS电源的交流输入必须来自同一相交流市电，这样才能使UPS主机正常工作，而且确保UPS主机在同频率、同相位条件下进行旁路切换。UPS主机逆变器的静态开关是影响串联热备份供电系统可靠性的重要部分，此静态开关一旦发生故障，则主、备用UPS电源均无法为负载供电。

图6-13所示为双机并联冗余供电的使用方法。用于这种双机并联中的UPS电源必须具有并机功能，两台UPS电源中的并机控制电路通过并机信号线来调整输出电压的频率、相位及幅度，使其满足并联输出的要求《这种并联方式主要是为了提高供电系统的可靠性，而不是用于供电系统的扩容。所以这种并联使用方式必须保证供电系统具有50%的冗余度，也就是负载的总容量不要超过其中一台UPS电源的额定输出容量》当其中一台UPS电源发生故障时，可由另一台UPS电源来承担所有负载的供电。这种两台冗余并联供电的UPS电源，由于其输出容量只是额定容量的50%,所以两台UPS电源始终在低效率下运行。

具有双机并联功能的UPS电源一般可允许两台以上的UPS并联使用。多台UPS电源并联供电系统的转换效率与设备利用率都高于两台UPS电源并联的供电系统。例如，对一个容里为300kVA的负载系统，可采用四台UPS电源并联的供电系统供电，并根据负载系统的总容13；把UPS并联供电系统设计为具有“3+1”的冗余度。即=.台UPS电源可完成对容最为300WA负载系统的供电，可确定每台UPS电源的额定输出容量为lOOkVA,四台UPS电源中如有一台发生故障不会影响对负载的正常供电。供电系统正常工作时，每台UPS电源承担75kVA的负载容量，设备利用率为75%,而且此时的转换效率也接近满载效率。这种“3+1”并联冗余度与“1+1”并联冗余度的供电系统相比，显然前者具有较髙的运行经济性。这种并联供电系统中的各台UPS电源具有各自的并机接口及并机专用信号电缆。在UPS电源的并联冗余供电系统的实际使用中，要考虑到当其中一台UPS电海发生故障时，其他几台UPS电源的实际输出容量应小于其额定输出容景。这是因为并联运行中的各台UPS电源的输出电流存在着一定的不平衡度，另一方面也要考虑到由于某种原因使负载出现短时间过载现象，所以在上述一台UPS发生故障时，其余UPS的实际输出容量应达到额定输出容最的80%较为合适。

另外一种为无并机接口可直接并联使用的UPS,而在单机运行时又具有其他普通UPS一样的功能。只要将参与并机的UPS单机调旁路试好，即可直接并机运行，几台并联的UPS可共用一组备用电池。

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