電氣設計 | 五種常用的UPS電源並機方案,你用過哪種?

七彩機電知識分享 發佈 2024-02-27T00:16:59.863247+00:00

UPS並機的方案有幾種,這裡簡單整理出來供大家參考。主要揭示原理,分析優劣。這裡先從高端(HIGH)到低端(LOW)的次序。


UPS並機的方案有幾種,這裡簡單整理出來供大家參考。主要揭示原理,分析優劣。

這裡先從高端(HIGH)到低端(LOW)的次序。


1、模塊化並機+外置靜態開關 模式

這是目前比較高、大、上的模式,較費銀子,先看結構:

優點:
任一台UPS故障停機後,負載都可以由剩餘UPS承擔;
正常工作時,負載由所有UPS分擔,負載率低;
設置獨立STS靜態切換開關,並設有STS的維修旁路便於維護,STS故障的可靠性有所提高,降低風險點;
負載也可分散配置,降低風險係數;

缺點:


2、並聯式UPS熱備份系統這是目前最常用的模式,雖然成本不低,但是可靠性對得起這個價格,所有是最最常用的並機方式,如果您還想再節省一些Money,那就採用2+1並機方式:三台UPS並機,任何一台故障,都不會影響正常的供電。


下面是1+1並機的原理圖:

優點:
任一台UPS故障停機後,負載都可以由剩餘UPS承擔;


市電停止時,電池續航時間為所有電池組的累加時間;

缺點:
技術要求高、調試複雜,要求並機UPS的品牌、型號、規格完全一致;
對各台UPS的輸出同步性要求高,一旦不同步產生環流,有可能導致短路故障;


3、旁路式UPS熱備份系統

旁路式UPS冗餘模式屬於熱備模式,即:在同一時刻只用一台UPS為負載提供電力,另一台等著,一旦運行著的主UPS故障,等待的UPS立即接管負載。原理如下:

優點:
易實現後期改造,不同品牌、不同容量UPS都可組建;
可分開維保,且保證維保時負載仍受UPS保護;
運行效率高於串聯式UPS;
市電停止時,電池續航時間為兩組電池組的累加時間;

缺點:
UPS1的靜態旁路開關為系統瓶頸,一旦故障可能導致負載斷電;
UPS2長期空載運行,效率低;且電池組長期得不到放電,壽命下降;


4、串聯式UPS熱備份系統

串聯UPS 是早期冗餘模式受UPS技術落後限制而採取的一種冗餘模式,現在已經不在使用,其原理如下:

優點:
任一台UPS故障停機後,負載都可以由剩餘UPS承擔;
正常工作時,負載由所有UPS分擔,負載率低;
設置獨立STS靜態切換開關,並設有STS的維修旁路便於維護,STS故障的可靠性有所提高,降低風險點;
負載也可分散配置,降低風險係數;

缺點:
增設設備較多,2台UPS、2台STS、市電配電櫃1台,需要占地面積較大,投資額較大;


5、單機在線式UPS

前面列舉了並機冗餘模式,最後看看UPS單機的原理:

優點:
系統構架簡單,控制邏輯易實現,造價低。

缺點:
靜態旁路開關為系統瓶頸,一旦故障可能導致負載斷電;
整機故障需更換時需要停電(可通過增加外部旁路解決);
維保時切換到旁路市電供電,負載不受保護;


總結

目前,最常用的方式是方式「2」;要求更高的用戶採用方式「1」;在實際應用中也常用到方式「3」,也僅僅在系統升級了,原來老UPS又能正常工作,丟棄了很可惜,怎麼辦呢?那就當個「熱備」的角色為新UPS的旁路供電吧(UPS正常運行時旁路處於非供電等待狀態)。


老話說得好:適合自己的才是對的,選好UPS,選好冗餘方式,請根據自己實際的需要,選好可靠性與價格的平衡點。

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