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1、1 UPS的串并联冗余技术在UPS的应用中，用户为了提高运行可靠性，往往要求几台UPS冗余连接。UPS的 冗余连接有串联和并联两种方式。11 UPS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1 UPS串联连接这种连接很方便,只需要将一台UPS(如UPS1)的BYPASS(BYPSSI)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处于热备份空载运行;当UPS1 故障时,UPS2投入运行接替UPS1继续给负载供电。只有当UPS2因过载
2、或逆变器 故障时，才由两台UPS的旁路给负载提供市电。1.2 UPS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。因为所有UPS的输出阻抗不可能相同，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才能并联。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 幅值相冋，以保证两个UPS之间无破坏性环流产生。图2 UPS并联连接为了满足上述条件,仅具备BYPASS结构的UPS就远远不够了，如果是不具
3、备 并联功能的UPS,就必须在原UPS的基础上增加并联柜或并联板，这样就必须增加投 资。并联连接的优点在于它不仅可以提高可靠性，而且过载、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行的另 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
4、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IPM BP225 UPS作为主用UPS冶达(GES-NTIOOk)UPS作为备用UPS,其输 入端接在IPM BP225 UPS的旁路上。正常情况下IPM BP225 UPS工作，当IPM BP225 UPS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IPM BP225 UPS的旁路输入 电缆拆除并连接在台达(GES-
5、NTIOOk)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) 安装简单，无需调试，不增加额外电路,因而可靠性高，不增加购置成本。(2) 只有单台UPS供电，因而逆变效率高，节约能源(备机是空载运行，消耗功率很 小)。(3) 对UPS要求不高。缺点:(1) 在主用机的静态旁路故障时,将可能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于浮充状态,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行,整流器及逆变器将受到大电流冲击而较 易损坏。(5) 利用率低。2.2 并联连接IPM BP2
6、55 UPS和台达GES-NT100k UPS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能实现并联(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IPM BP225 UPS带全部负载。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：可以实现自动转换,可靠性较高。(2)安装方便。缺点：(1) 增加额外电路，增加购置成本。(2) 并联柜故障时，备份失效。(3) 当备用的IPM UPS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
7、负载,当一台UPS发生故障，通过转换可以实现另一台在不间 断供电的情况下带全部负载。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IPM BP225 UPS主用，转换成台达 UPS满载运行为例，简单叙述转换过程:此时S1、S3、K1、K2闭合,S2断开。首先 将IPM BP225 UPS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)满载运行,将台达UPS转为主路工作，转换 完成。主WttA1厶i/IPM UPS|F电总图5分带负载方案示意图此种连接方案不必增加新的设备，
8、只需将配电柜简单改造就能完成。在台达UPS安装完毕后还可以让其不带负载运行一段时间,以测试其工作性能。优点：对UPS无要求，安装简单，无需调试，不增加额外电路，不增加购置成本。(2 )可以实现增容的要求。(3) 可以实现一台UPS带满载，另一台停机，便于维护。两台UPS分担负载，利用率高。缺点:(1) 当一台UPS发生故障时,另一台UPS不能自动投入，必须通过手动切换，因而 可靠性较低。(2) 切换时需人工操作,对操作人员的水平要求较高。通过上述分析和我单位配电结构的实际情况,采用第一种技术方案,组成串联系 统,这样施工简单且不用增加购置成本。在IPM BP225 UPS淘汰后可再购买一台新 的台达(GES-NTIOOk)UPS,组成并联系统，使我站UPS系统更加安全可靠。
