的串并联冗余技术.doc

1UPS的串并联冗余技术在UPS的应用中,用户为了提高运营可靠性,往往规定几台UPS冗余连接。UPS的冗余连接有串联和并联两种方式。1.1UPS的串联连接任何具有旁路(BYPASS)的UPS都可以进行串联连接,两台UPS的串联连接的方式如图1所示。图1UPS串联连接这种连接很方便,只需要将一台UPS(如UPS1)的BYPASS(BYPSS1)的输入与市电断开,并连接另一台UPS(如UPS2)的输出端,就构成了两台UPS的热备份冗余系统。在正常情况下由UPS1向负载供电,而UPS2处在热备份空载运营;当UPS1故障时,UPS2投入运营接替UPS1继续给负载供电。只有当UPS2因过载或逆变器故障时,才由两台UPS的旁路给负载提供市电。1.2UPS的并联连接提高UPS供电系统可靠性的另一个方法是并联连接,但是UPS的并联连接并不像串联连接那样容易。由于所有UPS的输出阻抗不也许相同,加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都具有正负误差,致使各个UPS的输出电压既有相位差又有幅值差,因此一般UPS直接并联是危险的,只有具有并联功能的UPS才干并联。图2中将两个UPS并联,这种将两台UPS的输出直接并联,必须满足下列条件:相位和幅值相同,以保证两个UPS之间无破坏性环流产生。图2UPS并联连接为了满足上述条件,仅具有BYPASS结构的UPS就远远不够了,假如是不具有并联功能的UPS,就必须在原UPS的基础上增长并联柜或并联板,这样就必须增长投资。并联连接的优点在于它不仅可以提高可靠性,并且过载、动态性能比串联方式好得多,且便于增容。并联连接的方式有以下几种:(1)主从并联这种方式是并联系统中以一台UPS为主机,其他为从机。从机在主机的控制下,从机中任意一台出现故障,均不影响系统的正常供电,但若主机出现故障则全系统瘫痪。(2)无主从并联并联系统中无主从之分,系统中任一台UPS既是主机也是从机,哪台先开哪台就是主机,而后开机的都是从机。一旦主机故障停机,系统自动选择作为从机运营的另一台UPS接替主机的工作,保持供电不间断。(3)限流并联系统把系统中所有的输出并联连接,但每台UPS必须有可靠的限流功能,即在任何情况下都保证把该UPS的输出电流限制在额定值内,这种方法仅限于单相电源。2不同型号UPS的安装方案2.1串联连接IPMBP225UPS作为主用UPS,台达(GES-NT100k)UPS作为备用UPS,其输入端接在IPMBP225UPS的旁路上。正常情况下IPMBP225UPS工作,当IPMBP225UPS发生故障时自动转为静态旁路,此时由备用UPS通过主用UPS的静态旁路为负载提供不间断的电源。在实际改造中,引电缆至备用UPS市电主输入,将IPMBP225UPS的旁路输入电缆拆除并连接在台达(GES-NT100k)UPS的输出端。串联方案示意图如图3所示。图3不同型号UPS串联方案示意图优点:(1)安装简朴,无需调试,不增长额外电路,因而可靠性高,不增长购置成本。(2)只有单台UPS供电,因而逆变效率高,节约能源(备机是空载运营,消耗功率很小)。(3)对UPS规定不高。缺陷:(1)在主用机的静态旁路故障时,将也许中断整个系统对负载的供电,备份失效。(2)备机长期空载,不易发现故障。(3)备机的蓄电池将长期处在浮充状态,电池无法放电,影响电池寿命。(4)当切换时备机从空载转至满载运营,整流器及逆变器将受到大电流冲击而较易损坏。(5)运用率低。2.2并联连接IPMBP255UPS和台达GES-NT100kUPS其功率和生产厂家不同,不支持一般的并联功能,必须在两台UPS输出端加一个并联柜才干实现并联(见图4)。正常工作状态下主机为台达UPS,当主用UPS发生故障时,由并联柜自动转到备用UPS上,由IPMBP225UPS带所有负载。但此种方案成本太高,一个并联柜的价格为几十万元,实用性不强。图4两台不同型号UPS并联方案示意图优点:(1)可以实现自动转换,可靠性较高。(2)安装方便。缺陷:(1)增长额外电路,增长购置成本。(2)并联柜故障时,备份失效。(3)当备用的IPMUPS淘汰不用时,并联柜将闲置。2.3分别带负载连接方案两台UPS分别带负载,当一台UPS发生故障,通过转换可以实现另一台在不间断供电的情况下带所有负载。分别带负载连接方案如图5所示,两台UPS主路、旁路均接在同一个母排上,这样它们的输入电压的相位和幅度均一致。以IPMBP225UPS主用,转换成台达UPS满载运营为例,简朴叙述转换过程:此时S1、S3、K1、K2闭合,S2断开。一方面将IPMBP225UPS转为维护旁路工作,然后将台达UPS也转为维护旁路工作,闭合S2,断开S1,此时台达UPS维护旁路(市电)满载运营,将台达UPS转为主路工作,转换完毕。图5分带负载方案示意图