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UPS不間斷電源并聯(lián)技術

       并聯(lián)技術是近年來發(fā)展起來較復雜技術一種備份方式,并聯(lián)備份解決了串聯(lián)備份主從UPS電源老化不一致問題,且能夠實現(xiàn)增容功能(如兩臺100KVA UPS電源并聯(lián)可輸出200KVA 功率),但并聯(lián)備份不可避免出現(xiàn)了環(huán)流問題。目前采用UPS并聯(lián)備份廠家環(huán)流最大為8%--10%,最小為2%--4%

       并聯(lián)備份技術提升了UPS供電系統(tǒng)可靠性又可實現(xiàn)電源系統(tǒng)擴容,能按不同需要組成多種配置,是目前較流行的技術。

      增加UPS供電系統(tǒng)可靠性另一方法就是并聯(lián)連接。UPS的并聯(lián)連接并不像熱備份連接那么容易,因為所有UPS輸出阻抗不可能一樣,且逆變器輸出電壓和市電電壓鎖相具有正負誤差,各UPS電壓相位以及電壓幅值也有誤差,因此普通UPS直接并聯(lián)是危險的,只有具備并聯(lián)功能UPS才能互聯(lián)。

      如果將可靠性進行量化的話,熱備份連接UPS系統(tǒng)比單機系統(tǒng)高出兩個數量級,并聯(lián)UPS又比熱備份連接UPS系統(tǒng)高出兩個數量級。并聯(lián)連接UPS系統(tǒng)不但可靠性提升了,且?guī)лd能力也加強,因并聯(lián)模式連接,兩臺UPS系統(tǒng)就具有兩倍負載能力,所以在冗余情況下,系統(tǒng)過載和耐沖擊能力比熱備份連接UPS系統(tǒng)強得多;在非冗余情況下,它的并聯(lián)可以擴容,這也是熱備份連接技術所不能實現(xiàn)的。隨著并聯(lián)臺數增加,其可靠性也相應增加,但是并聯(lián)臺數也不是無限的。

與并聯(lián)相比串聯(lián)的缺點為︰

1、不能擴容;

2、主從機老化不一致,從機電池壽命降低;

3、當負載有短路故障時,從機逆變器容易損壞。

      并聯(lián)冗余將多于兩臺同型號、同功率UPS,透過并機柜、并機模塊或并機板,把輸出端并接而成。目的為了共同分擔負載功率,基本原理是︰正常情況下,兩臺UPS均由逆變器輸出,平分負載和電流,當一臺UPS故障時,由剩下的一臺UPS承擔全部負載。1+1并聯(lián)也是常用的一種模式,比如對于30KVA負載,我們可以考慮二臺30KVA UPS并聯(lián),即使一臺UPS出現(xiàn)故障,另一臺UPS仍然可以承擔全部負載,此為N+1并聯(lián)冗余。

要實現(xiàn)并聯(lián)冗余,必須解決以下技術問題︰

1.各UPS逆變器輸出波形保持同相位、同頻率;

2.各UPS逆變器輸出電壓一致;

3.各UPS必須均分負載;

4.UPS故障時能快速離線。

由于采用DSP控制技術,具有高超機制并聯(lián)營運技術︰

1.并機調試非常簡單,只須每臺UPS參數設置完畢,即可投入并聯(lián)營運。

2.由于采用DSP控制技術,并機營運的每臺UPS輸出波形,電壓都非常一致,因此環(huán)流很小。

3.在并聯(lián)系統(tǒng)中任意一臺UPS故障(包括過載、短路和電池過放電而停止工作等)時,DSP控制技術可以在正弦波的任意一點切換,使故障UPS快速離線,由其它UPS繼續(xù)不間斷地供電,均不能將本身負載單獨轉到Bypass,而是將負載分發(fā)到與其并聯(lián)其它UPS,

只有并聯(lián)系統(tǒng)中所有UPS逆變器都停止工作時,才集體轉到旁路上。

并聯(lián)冗余技術要點說明︰  大功率UPS相位跟蹤在±3°,兩臺UPS并聯(lián)可能在相位上相差,造成電壓差,因而輸出端會造成很大的環(huán)流,可能逆變器因過載而燒毀。另外,UPS機內各種組件電器參數微小差異也會導致輸出電壓差異,同樣導致環(huán)流。目前,世界上并機技術較好,可將環(huán)流控制在2- 4%,而我司并聯(lián)技術方面,環(huán)流控制約<3%。

1+1并聯(lián)系統(tǒng)UPS工程原理圖

(1) 當兩臺UPS皆有旁路電源情況下,主機鎖相主權優(yōu)先權高于從機,主機鎖相自己旁路電源,從機以主機為鎖相目標。

(2) 當兩臺UPS皆無旁路電源情況下,主機鎖相主權仍優(yōu)先權高于從機,主機Freerun,從機以主機為鎖相目標。

(3) 主機旁路電源正常,從機旁路電源異常,主機鎖相主權優(yōu)先權高于從機,主機鎖相自己旁路電源,從機以主機為鎖相目標。

(4) 主機旁路電源異常,從機旁路電源正常,從機鎖相主權優(yōu)先權高于主機,從機鎖相自己旁路電源,主機以從機為鎖相目標。

(5)主機、從機主權互相交替時,主權交出的這臺UPS會重新開機,內部系統(tǒng)并聯(lián)程序重新比對參數,再重新投入并機行列。

(6)主機或從機旁路電源異常會時間判斷差問題,所以主權交出這臺UPS會有重新開機現(xiàn)象;主機或從機旁路電源回復正常也會有時間判斷差問題,所以主權交出這臺UPS也會有重新開機現(xiàn)象,此皆為正常并機程序判別模式。

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