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机房UPS供电系统设计方案探讨(3)

机房UPS供电系统设计方案 通过冗余方式增加供电可靠性 为了提高UPS供电的可靠性,可采用多种UPS冗余连接方式,各种方式都有优缺点,考虑方案时要根据

机房UPS供电系统设计方案 通过冗余方式增加供电可靠性

为了提高UPS供电的可靠性,可采用多种UPS冗余连接方式,各种方式都有优缺点,考虑方案时要根据实际负载情况,选择合适的模式。

当前冗余连接方式大致有以下三种:

(1)双机主从式热备份。将作为从机的UPS1输出接到另一台作为主机的UPS2的旁路输入,正常运行时由UPS2供电,UPS1处于备份。当UPS2故障时,负载切换至UPS2旁路,由UPS1承担负载供给任务。此系统结构及控制简单,但存在以下缺点:主机长时间工作,而从机处于长期待机状态,两机的元件老化程度不均匀;在从机供电的状态下,主机静态旁路故障时将导致系统供电失败;系统负载不能超过单机容量且以后无法扩容。

(2)功率均分并联备份。该系统将两台或多台UPS逆变单元并联运行,正常时两台(或多台)逆变器同时向负载均分供电,当其中一台故障时,该UPS从系统中脱离,用户所需负载电流,由剩余逆变器按新的份额重新供电。此种方式目前有两种结构,一种是UPS通过外加并机柜方式并联,并机柜提供同步及多机均流控制,同时提供并联系统的总静态旁路;另一种是在每台UPS内安装一套逻辑控制板,控制各台机器的同步及均流输出。此方案的优点是易于扩容(采用并机柜方式时应将并机柜按终期考虑),通过冗余备份提高供电可靠性,但也存在缺点:(a)采用并机柜方式的,并机柜成为系统的公共瓶颈点,一旦它内部失控或故障,会导致整个系统供电失败。(b)由于各台UPS输出量参数难以保持完全一致,导致各UPS在向负载供电同时,还在UPS内部的逆变器间形成环流,当环流过大,将直接危及逆变器安全。此外,如果各UPS向负载供电的电流差异过大,将使逆变器的功率放大元件老化速度失衡,也会引发故障,一般来说,供电系统中并机数量越多,UPS电源系统发生故障的概率也越大。

(3)并联热备份。该系统将两台UPS的电池组输入,整流器输出及逆变器输出并联,并共用旁路,正常时两台整流器同时向两逆变器供电,并向两组电池充电,通过逆变器输出静态开关选择其中一台逆变器向负载供电,两台整流器和逆变器分别互为备用,只有当两台逆变器同时故障时,系统将负载切至共同静态旁路,由市电继续向负载供电。该方案没有瓶颈故障点,任何一台UPS局部或整体故障,系统仍能继续向负载供电,由于真正输出只有一台逆变器,故也不存在逆变器间的环流,但由于此模式类似单机运行模式,带载能力相对差且不易扩容。

机房UPS供电系统设计方案 供电系统应具备智能性

为了保证供电系统能长期不间断运行,UPS必须具有智能性,对运行中的UPS状态自动检测,对UPS故障及时发现。诊断和处理,并减少因故障或检修而造成的间断,同时,作为通信机房动力系统的一部分,应提供通信协议,以便纳入动力集中监控网络内。因此,在系统设计时,我们应考虑到这些因素。


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