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UPS并机方案的探讨与分析

来源:《UPS应用》杂志 作者:傅宁涛 更新时间:2009/11/16 17:47:37

摘要:文中对目前电力行业和大型企业采用UPS并机方案的优缺点进行分析,提出UPS基本技术的重要性,从而合理选择UPS配置方案。

    目前,热控计算机系统已成为发电厂大型机组的控制枢纽中心,其供电电源普遍采用UPS,因而UPS的安全可靠性就直接影响发电厂机组的安全稳定运行。用户为了提高UPS的供电可靠性不遗余力。目前,很多发电厂及大型工业企业用户为了提高UPS的安全可靠性而广泛采用并机方案,但投入后与可靠性而要求还是有较大的差距,出现了各类故障,严重威胁负载的供电安全。本文对采用并机方案时常被忽视的技术问题进行分析整理以供参考。

    1 常见的三种UPS并机方案

    1.1串联热备份方案

    本方案是并机早期的链接方式,因受当时并机技术的制约,本方案中设备的使用率较低,安全可靠性有限,不能满足用户的更高安全要求,目前用户已很少采用此种并机方案。由于两台UPS无需在同一控制程序下协调工作,无需通讯链接,所以只要UPS功率满足负载要求的情况下,可以是不同品牌的UPS,如图1所示。


    1.2 “1+1”并机方案

    在用户既要求提高安全可靠性又要求提高设备使用率的情况下,随着并机技术的不断发展,可以实现两台UPS在同一控制程序下稳定地协调工作,根据两台UPS的工作方式称之为“1+1”并机。正常工作时两台UPS各承担50%负载;若其中一台UPS出现故障,另一台UPS自动承担100%发在,故障UPS自动退出并机模式;当故障UPS维修好以后可直接投入并机,两台UPS自动均分负载;若故障UPS退出并机还没有维修好,而带载UPS也出现故障,此时将自动切换至带载UPS的旁路;当两台UPS全部维修好以后,按并机开启步骤可将两台UPS投入到“1+1”并机工作状态,如图2所示。


    单击UPS若逆变器裤长时就自动切换至旁路,“1+1”并机相对单机UPS,多了一台UPS自动承担100%负载安全保护措施,可以有效避免逆变器切换至旁路时造成的切换风险,“1+1”并机相对性能稳定的单机安全可靠性又得到了较大的提高,可在同一控制程序下协调工作,两机之间需要通讯连接,所以两台UPS要求是同品牌就、同系列、同规格的UPS。

    如果用户选用的UPS单机性能是非常稳定的,有严格的质量保证,安全性不是过于苛求,处于设备成本考虑,单机完全可以满足用户运行要求。若经济条件允许,可以选择“1+1”并机方案。

    1.3 “N+1”并机方案

    “N+1”并机方案(见图3)主要是解决当负载功率大于UPS单机功率时的带载问题,目前工业用户(特别是发电厂)的负载一般都不会超出现有UPS的单机功率,大型行业用户(如石化厂)处于安全性考虑,全厂所有的负载供电不会设计成由一套UPS供电系统来承担,通常以每个车间的负载来单独配置UPS,所以工业用户基本上用不到并机方案。


    当负载功率大于UPS单机功率时,如负载功率为5000kVA,而现有的UPS单机最大功率为1000kVA,可以用5台1000kVA的UPS并机分担负载,考虑到安全性,再加一台UPS做为备用,当其中一台UPS故障时,备用UPS投入运行承担负载,此方案则为“5+1”并机方案。

    此方案多用于如国家计算机中心、银行结算中心、通讯中心等大型数据中心。现在UPS最多可实现8台UPS并机,大型企业用户处于安全考虑,负载尽可能避免由一套UPS系统集中供电,而将大系统分成多个小系统单独供电,这样可以有效地降低因并机数量太多和UPS控制系统难度增大而造成的风险。理论上说UPS并机越多,负载的安全性就越好,但从实际UPS基本技术来讲,UPS并机数量越多对控制系统的要求越高,受并机技术制约,若没有非常完善的并机技术的解决措施,并机数量越多稳定性越差,负载的宫殿风险也越大,运行管理也越复杂。

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