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淺析並聯UPS電源配置

    並聯運行描述了這樣一種配置,即將兩個或兩個以上的不間斷電源模組的輸出連接在一起,通過一個共同的交流母線,提供給負荷。為了能夠成功實現這點,每個不間斷電源模組必須能夠並聯運行,但並非所有UPS電源都可並聯運行。要做到能夠並聯運行,模組需配備並行卡,然後通過線()纜連結,形成一個閉環的數據通信系統。這促使不間斷電源的模組之間進行數據交換。如果有特殊需要,每個模組仍然可以獨立運行,但這個並行卡將使並聯的整組不間斷電源模組作為一個系統來運行。像這樣一組並聯的不間斷電源模組被稱為一個UPS電源系統。這類系統有兩個基本的配置:並聯冗餘系統和普通的並聯系統。TOYO东洋蓄电池

    一、並聯冗餘系統(N+X)

    有一種並聯冗餘UPS電源系統是由一個或多個UPS模組並聯運行,以N+X配置形式,其中X代表了額外的不間斷電源模組的數量。例如,一個並聯的有兩個單位的UPS電源系統是一個N+1配置;三個單位的UPS系統就是N+2等等。每一個模組都配有一個靜態旁路開關。所有模組平均地分配負荷,但如果一個模組出現故障(無論是正在形成的故障,還是已經撤下去維修),其他模組將接替它給負荷供電而不會間斷。TOYO东洋蓄电池

    並聯冗餘UPS電源是最常見的可利用的並聯配置,它通常是用來保護要求高恢復性和高可用性的數據中心、工業用途和大型服務商的重要業務的應用。每個UPS製造商的並聯運行不間斷電源模組的數量是不同的,但一個共同的標準是最多只能是並聯8UPS電源模組。 

    二、並聯系統

    一種並聯的不間斷電源供電系統,是由多個並聯工作的UPS電源組成,但沒有冗餘,因此被稱為並聯系統。並聯系統並沒有增加系統的恢復能力,因此花費較少。但是,並聯冗餘系統比普通的並聯系統的主要優勢,體現在維護/修理期間的不間斷供電(特別是針對一個重要業務的應用時)。一個並聯冗餘的解決方案允許維修工作進行,而不中斷負載,而同樣的情況在一個普通的並聯配置中,整個UPS電源系統須走旁路,只允許個別單元繼續工作。在一個普通的並聯系統中,UPS電源系統總的供電能力是這個系統中UPS模組的總數。 

  在並聯配置中UPS電源的規模是至關重要的,設計一個並聯的UPS電源系統的關鍵是確定UPS的供電能力大小。整個系統需要確定規模,從而使任何一個模組不應該因為超載而發生故障。但也將具有一定程度的超載能力,就是當UPS系統在接近設計極限值時候(UPS設計極限含有一定的超載能力)的運行。TOYO东洋蓄电池

    在正常運行期間,當可以提供電網供電(或發電機供電)時,無論在一個並聯冗餘或並聯容量系統中,每一個不間斷電源模組將分擔同樣的負載。在電池模組的運行狀態下,也是負載均分。每個模組都有自己的一套電池,而不是共用電池。如果任何一個UPS電源模組檢測出內部故障,它將自動斷開共同的輸出AC母線,其餘的不間斷電源模組將平均分擔負荷,沒有任何供電中斷。在系統中,如果第二個不間斷電源模組同時發生故障,剩餘的運行中的UPS模組將被迫超載,負荷通過靜態開關轉移到旁路供電。這將同時迫使兩個發生故障的UPS模組進入旁路,但可以確保負載自動地得到足夠的能源而沒有中斷。當在旁路內,系統恢復能力降低,負荷將被連接到原始市電電源或替代的交流電源。在旁路上,每個UPS電源將產生報警通知,在本地網路或遠程站點可以捕獲到這些警報。TOYO东洋蓄电池

    並聯UPS電源採用雙輸入供電,這使得並聯的UPS配置的恢復能力可以得到進一步加強。這裏的UPS電源系統是通過不同的整流器和靜態開關來供電的。不間斷電源安裝通常依賴於共同的市電電源供給UPS電源和靜態旁路。但是,這樣就會產生了一個單點故障,對於那些重要業務的應用,這是不允許的。採用雙輸入供電,從不同的市電電源(甚至不同的變電站)供電,就解決了這一問題。要設計一個高可靠性的數據中心不間斷供電系統,並聯的UPS電源的配置是一個理想的選擇,但是,設計的開始之初就必須得考慮容量大小,故障恢復能力,冗餘和設備維護等方面。TOYO东洋蓄电池


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