关于UPS及其应用中几个问题的讨论(2)
发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:732
关于ups及其应用中几个问题的讨论
并联不一定是冗余的,并联的概念是增容,而冗余的概念则是可靠性,比如两台50kva ups并联给80kva负载供电,只能说这两台ups是实现了并联,但若其中任一台因故障而关机,则余下的另一台也会因过载而断电。然而若负载为40kva,那么一台50kva ups因故障而关机后,负载并没有被切换到这台ups的旁路(by-pass)上去,而是由另一台ups继续供电,这就是实现了冗余,即当一个ups并联系统中的一台或者几台ups故障时,余下的ups仍能向负载正常供电,那么这个系统就是冗余系统。因此并联是实现冗余的必要手段而并不一定就是冗余。
二、普通ups可否并联:
这里指的是没有进行任何并联考虑的一般在线式ups。从一般原理上讲,普通在线式ups都可直接并联,但应说明的一点是,这些ups必须由同一路电网供电,在这种情况下,因为ups的逆变器永远在跟踪旁路市电(by-pass),由于这些ups都在跟踪同一路市电,也就相当于互相在相位上跟踪。这些ups在频率和相位上都是一致的,因此可以并联。但这种并联是不保险的,因为:
a.在相位上
虽然它们都在频率和相位上跟踪旁路,但在相位上有超前和落后之分,一般大容量ups的相位跟踪在±3°,如果这两台并联的ups一个是+3°“一个是-3°”那么两个并联后就有可能在相位上差了6°,这就有可能使二输出电压相差
umsin6°=300sin6°=30v
这就会在ups输出端造成很大的环流,使逆变器因过载而烧毁。
b.在电压上:
虽然是同一条生产上的ups逆变器,但由于逆变参数和变压器参数的微小差异会导致输出电压不一样,比如一个为218v,一个为220v等。
以上两方面的差异都会导致输出电压的不一致,一方面形成环流,另一方面各相负载输送的电流也不一样,很可能出现1台过载的情况。以上a和b两项可以通过一次调整而达到基本一致,但随着温度和时间的变化,这种平衡很快就会失去。可以这样说,不加任何措施的几台ups并联,其可靠性不一定比单台ups高,甚至还要低。
三、ups并联冗余的主要指标和功能:
ups并联的主要指标是电流均分,即当n台ups并联工作时,并联系统每一台ups输出电流均为1/n 负载电流,当然100%的一致是困难的,但差异要限制在一定的值,比如im sitepro的电流不平衡度被控制在2%以下。
并联冗余的ups系统,当其中一台出现故障时,不能像单台ups工作那样立即转旁路。而是由其它ups逆变器继续供电。
当负载功率小到由一台ups供电尚有足够余量时,为了节能,应关闭几台ups,比如6台600kva的ups并联,每台ups空载运行功耗不低于5kw,节假日或夜间当负载量减到比如300kva时,这时由1台最多2台ups足可以对付了,其它4台就不应该白白浪费20kw以上的能量。v-speed的im系列ups,在负载小于ups额定容量的20%时,该ups就在选用节能软件的控制下自动关机休眠,当负载一升到25%以上时,ups又被唤醒服务
并联ups系统往往有自己单独的机房,为了监控的方便,除了在一个ups的面板上可进行全系统监控外,往往需要远程监控,一个是远程监控面板,即相当于将机器上的面板移到值班室,或通过rs232接口将信号引到pc机上进行监控,而这种远程监控信号只能由并联系统中的1台ups取出。
v-speed im ups并联冗余系统还具有这样的功能:比如并联的6台ups逆变器和5个旁路开关控制板均失效的情况下,仅剩的一块旁路控制板,仍可控制6个静态旁路开关正常工作。
专用并联ups比普通ups加并联措施后构成的并联冗余系统在功能上有很大提高,在监控项目上也有所增加,在此就不一一讨论。
四、为何并联ups数目不能无限增加:
由前面的讨论可以看出,作到真正意义上的并联冗余都必须增加投资,目前一般要求并联的大都在10kva以上,因为若实现上述那些并联系统的指标和功能所加的并联板平均每台ups要增加1000-1500美元,因此比一台1kva至2kva的ups还贵,故小容量的ups系统为了提高可靠性一般都采取热备份连接方法。而大容量ups并联的数目在目前一般不超过6台。如瑞士v-speed im、法国的socomec、美国的best等。
当然,也有一种ups据说可以上百台的并联,而且还可以冗余。这是完全可以做到的,而且和大容量ups并联数被限制在6台并不矛盾,因为这种小容量的并联冗余和大容量的并联冗余不是一个概念,因为它既不能电流均分,也不能由一个面板上分别监控其它ups,更不能从一台ups的rs232接口接出遥控信号对所有系统中的ups分别监控等等。如果这种小容量ups的廉价并联可以实现以上真正意义上的并联冗余,那么无疑是一个革命的创举。不过这种小容量并联的ups在一定场合上仍不失其一定的优点。比如美国apc 采用多模块并联推出一种18kva ups,一问世就受到了用户的欢迎;而瑞士imel用2kva,和3kva的基本模块构成2kva、3kva、6kva和9kva灵活结构式ups,比如在一个机壳中用3个3kva模块和电池构成9kva,10分钟ups,如果取掉一个ups模块而用电
关于ups及其应用中几个问题的讨论
并联不一定是冗余的,并联的概念是增容,而冗余的概念则是可靠性,比如两台50kva ups并联给80kva负载供电,只能说这两台ups是实现了并联,但若其中任一台因故障而关机,则余下的另一台也会因过载而断电。然而若负载为40kva,那么一台50kva ups因故障而关机后,负载并没有被切换到这台ups的旁路(by-pass)上去,而是由另一台ups继续供电,这就是实现了冗余,即当一个ups并联系统中的一台或者几台ups故障时,余下的ups仍能向负载正常供电,那么这个系统就是冗余系统。因此并联是实现冗余的必要手段而并不一定就是冗余。
二、普通ups可否并联:
这里指的是没有进行任何并联考虑的一般在线式ups。从一般原理上讲,普通在线式ups都可直接并联,但应说明的一点是,这些ups必须由同一路电网供电,在这种情况下,因为ups的逆变器永远在跟踪旁路市电(by-pass),由于这些ups都在跟踪同一路市电,也就相当于互相在相位上跟踪。这些ups在频率和相位上都是一致的,因此可以并联。但这种并联是不保险的,因为:
a.在相位上
虽然它们都在频率和相位上跟踪旁路,但在相位上有超前和落后之分,一般大容量ups的相位跟踪在±3°,如果这两台并联的ups一个是+3°“一个是-3°”那么两个并联后就有可能在相位上差了6°,这就有可能使二输出电压相差
umsin6°=300sin6°=30v
这就会在ups输出端造成很大的环流,使逆变器因过载而烧毁。
b.在电压上:
虽然是同一条生产上的ups逆变器,但由于逆变参数和变压器参数的微小差异会导致输出电压不一样,比如一个为218v,一个为220v等。
以上两方面的差异都会导致输出电压的不一致,一方面形成环流,另一方面各相负载输送的电流也不一样,很可能出现1台过载的情况。以上a和b两项可以通过一次调整而达到基本一致,但随着温度和时间的变化,这种平衡很快就会失去。可以这样说,不加任何措施的几台ups并联,其可靠性不一定比单台ups高,甚至还要低。
三、ups并联冗余的主要指标和功能:
ups并联的主要指标是电流均分,即当n台ups并联工作时,并联系统每一台ups输出电流均为1/n 负载电流,当然100%的一致是困难的,但差异要限制在一定的值,比如im sitepro的电流不平衡度被控制在2%以下。
并联冗余的ups系统,当其中一台出现故障时,不能像单台ups工作那样立即转旁路。而是由其它ups逆变器继续供电。
当负载功率小到由一台ups供电尚有足够余量时,为了节能,应关闭几台ups,比如6台600kva的ups并联,每台ups空载运行功耗不低于5kw,节假日或夜间当负载量减到比如300kva时,这时由1台最多2台ups足可以对付了,其它4台就不应该白白浪费20kw以上的能量。v-speed的im系列ups,在负载小于ups额定容量的20%时,该ups就在选用节能软件的控制下自动关机休眠,当负载一升到25%以上时,ups又被唤醒服务
并联ups系统往往有自己单独的机房,为了监控的方便,除了在一个ups的面板上可进行全系统监控外,往往需要远程监控,一个是远程监控面板,即相当于将机器上的面板移到值班室,或通过rs232接口将信号引到pc机上进行监控,而这种远程监控信号只能由并联系统中的1台ups取出。
v-speed im ups并联冗余系统还具有这样的功能:比如并联的6台ups逆变器和5个旁路开关控制板均失效的情况下,仅剩的一块旁路控制板,仍可控制6个静态旁路开关正常工作。
专用并联ups比普通ups加并联措施后构成的并联冗余系统在功能上有很大提高,在监控项目上也有所增加,在此就不一一讨论。
四、为何并联ups数目不能无限增加:
由前面的讨论可以看出,作到真正意义上的并联冗余都必须增加投资,目前一般要求并联的大都在10kva以上,因为若实现上述那些并联系统的指标和功能所加的并联板平均每台ups要增加1000-1500美元,因此比一台1kva至2kva的ups还贵,故小容量的ups系统为了提高可靠性一般都采取热备份连接方法。而大容量ups并联的数目在目前一般不超过6台。如瑞士v-speed im、法国的socomec、美国的best等。
当然,也有一种ups据说可以上百台的并联,而且还可以冗余。这是完全可以做到的,而且和大容量ups并联数被限制在6台并不矛盾,因为这种小容量的并联冗余和大容量的并联冗余不是一个概念,因为它既不能电流均分,也不能由一个面板上分别监控其它ups,更不能从一台ups的rs232接口接出遥控信号对所有系统中的ups分别监控等等。如果这种小容量ups的廉价并联可以实现以上真正意义上的并联冗余,那么无疑是一个革命的创举。不过这种小容量并联的ups在一定场合上仍不失其一定的优点。比如美国apc 采用多模块并联推出一种18kva ups,一问世就受到了用户的欢迎;而瑞士imel用2kva,和3kva的基本模块构成2kva、3kva、6kva和9kva灵活结构式ups,比如在一个机壳中用3个3kva模块和电池构成9kva,10分钟ups,如果取掉一个ups模块而用电
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