UPS并机几种方法Word下载.docx
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本文对采用并机方案时常被忽视的技术问题进行分析整理以供参考。
1常见的三种UPS并机方案
1.1串联热备份方案
本方案是并机早期的链接方式，因受当时并机技术的制约，本方案中设备的使用率较低，安全可靠性有限，不能满足用户的更高安全要求，目前用户已很少采用此种并机方案。
由于两台UPS无需在同一控制程序下协调工作，无需通讯链接，所以只要UPS功率满足负载要求的情况下，可以是不同品牌的UPS，如图1所示。
1.2“1+1”并机方案
在用户既要求提高安全可靠性又要求提高设备使用率的情况下，随着并机技术的不断发展，可以实现两台UPS在同一控制程序下稳定地协调工作，根据两台UPS的工作方式称之为“1+1”
并机。
正常工作时两台UPS各承担50%负载；
若其中一台UPS出现故障，另一台UPS自动承担100%发在，故障UPS自动退出并机模式；
当故障UPS维修好以后可直接投入并机，两台UPS自动均分负载；
若故障UPS退出并机还没有维修好，而带载UPS也出现故障，此时将自动切换至带载UPS的旁路；
当两台UPS全部维修好以后，按并机开启步骤可将两台UPS投入到“1+1”并机工作状态，如图2所示。
图2“1+1”UPS并机方案
单击UPS若逆变器裤长时就自动切换至旁路，“1+1”并机相对单机UPS，多了一台UPS自动承担100%负载安全保护措施，可以有效避免逆变器切换至旁路时造成的切换风险，“1+1”并机相对性能稳定的单机安全可靠性又得到了较大的提高，可在同一控制程序下协调工作，两机之间需要通讯连接，所以两台UPS要求是同品牌就、同系列、同规格的UPS。
如果用户选用的UPS单机性能是非常稳定的，有严格的质量保证，安全性不是过于苛求，处于设备成本考虑，单机完全可以满足用户运行要求。
若经济条件允许，可以选择“1+1”并机方案。
1.3“N+1”并机方案
“N+1”
并机方案（见图3）主要是解决当负载功率大于UPS单机功率时的带载问题，目前工业用户（特别是发电厂）的负载一般都不会超出现有UPS的单机功率，大型行业用户（如石化厂）处于安全性考虑，全厂所有的负载供电不会设计成由一套UPS供电系统来承担，通常以每个车间的负载来单独配置UPS，所以工业用户基本上用不到并机方案。
图3“N+1”UPS并机方案
当负载功率大于UPS单机功率时，如负载功率为5000kVA，而现有的UPS单机最大功率为1000kVA，可以用5台1000kVA的UPS并机分担负载，考虑到安全性，再加一台UPS做为备用，当其中一台UPS故障时，备用UPS投入运行承担负载，此方案则为“5+1”并机方案。
此方案多用于如国家计算机中心、银行结算中心、通讯中心等大型数据中心。
现在UPS最多可实现8台UPS并机，大型企业用户处于安全考虑，负载尽可能避免由一套UPS系统集中供电，而将大系统分成多个小系统单独供电，这样可以有效地降低因并机数量太多和UPS控制系统难度增大而造成的风险。
理论上说UPS并机越多，负载的安全性就越好，但从实际UPS基本技术来讲，UPS并机数量越多对控制系统的要求越高，受并机技术制约，若没有非常完善的并机技术的解决措施，并机数量越多稳定性越差，负载的宫殿风险也越大，运行管理也越复杂。
影响UPS安全运行的基本因素
2.1解决UPS单机基本技术问题是UPS安全运行的保证
现在有很多出于成本和安全性考虑的新并机方案，其实若考虑成本只需采用一台性能稳定的UPS就可，若经济条件允许要达到更高的安全性，
“1十1”并机就足够了。
现在很多大型工业用户在采用并机方案时进大了一个误区，单机运行不稳定就采用并机方案，错误地理解单机存在的技术问题可以由并机来解决，虽然开机相对单机在安全性上有较大提高，但最主要影响UPS安全运行的因素是，所选用的UPS生产厂家能否很好地解决单机与并机技术，并机是建立在非常稳定的单机基础上，若单机技术没有得到很好的解决，并机出现的问题将更多。
2.2ups应同时具备两项非常重要的功能
（1）在设备使用期内给负载提供纯净、标准的正弦波交流电源
其实UPS不是孤立连接在独立的电网中，电网给UPS供电不是绝对的所需标准值，存在标准值与非标准值两种情况，同一电网用电设备越少越接近标准值（如普通商业使用环境）。
UPS故障大多表现为元器件故障，即硬性故障。
用电设备越多越偏离标准值（如大型工业系统使用环境），在元器件质量满足要求的情况下UPS的故障，多表现为电网因素造成的监测、处理、控制系统故障等，即软性故障。
外部因素是一个变量，很难去具体地监测和抑制它，即具有较大的随机性和隐蔽性，这就是同一UPS在工业环境比商业环境使用更难以实现稳定运行的原因，由于用户对UPS基本技术了解的局限性，很难区分上述因素并进行全面的技术分析及安全评估，而很多UPS厂家因受技术制约又不想区分太清楚，这是多年来一直困扰大型工业用户投入的UPS与运行要求有较大差距的主要原因。
（2）为负载提供非常稳定的不间断电源保护
随着UPS技术的不断发展，若只是实现UPS给负载提供纯净、标准的正弦波交流电，已不是UPS技术的主要难题，现UPS技术真正面临的难题是怎样实现对负载更稳定的不间断保护，而外部因素又难以去具体地监测和抑制，具有较大的随机性和隐蔽性。
简单地说，UPS技术所面临的难题就是怎样提高UPS抗击外部因素的能力，便UPS运行尽可能少地受制于外部因素，这是UPS要实现稳定运行必须解决的问题，尤其是要满足大型工业系统运行要求的UPS。
工业系统负载电压多为220V，输出电压220V的UPS设计与生产难度要远高于输出为380V的UPS，因I=P/U，当P一定时,I与U成反比关系，220V时UPS元件所承受的电流强度将近380V时UPS的两倍，当P越大时要求元件所承受的电流强度越大，这对元器件将是一个巨大的考验，所以380V的UPS功率可以做到10OOkVA，而220V的UPS最大功率都在2OOkVA以下。
220V的UPS元器件所承受电流强度的能力是一个非常重要的指标，这就是很多UPS使用不久就出现硬件故障的一个重要原因。
UPS并不是连接在一个理想的电网中，同一电网下设备的运行都会对电网造成冲击和千扰，这冲击和千扰在电网中的出现具有较大的随机性和隐蔽性，因此很难去具体地监测和抑制它，也不可能为UPS装备一套独立的、比较理想的电源。
在这种情况下只有提高UPS自身抗外部干扰的能力，使UPS运行尽可能少受制于外部因素。
UPS的设计方案只有有效地避开外部因素的干扰，在硬件技术得到充分解决的情况下，UPS在设备的使用期内才能实现稳定运行。
UPS要实现稳定运行需要非常快速地处理供电系统，当UPS遇到较大外部因素干扰时，能快速地进行处理与控制，不会出现UPS无法控制的局面而出现各类故障，为了对负载供电执行紧急保护，严重时负载供电会出现中断，每个厂家设计与控制方案不一样。
因受技术的制约，每个厂家的设备运行稳定性也不一样，包括进口设备。
所以工业用户在选购UPS时务必全面地对设计方案进行技术分析和安全评估，靠简单的验收时的实验，单一地以UPS是否切换及输出正常、业绩数量、是否是进口产品做为选择标准，选择UPS的运行稳定性肯定与运行要求有很大差距。
2.3环境因素
（1）环境温度
UPS是由大量半导体器件组成的精密电气设备，半导体材料受温度影响比较大，当环境温度大于要求值时，半导体材料容易老化。
静态开关是由半导体材料做成的，工作时自身会产生一定压降及通态功耗。
工作的静态开关会产生一定的热量，需要散热器散热，当温度达到80℃——90℃时，静态开关将自动迸人关闭状态，虽然有机房空调和UPS风扇进行散热，但常年运行导致粉尘积聚在散热器上较厚或UPS风扇故障时，会使静态开关的局部温度急剧上升，很容易造成静态开关自动关闭。
（2）环境湿度
半导体器件对湿度也有严格要求，湿度太大在遇机房冷气时会在设备内形成水雾或细水珠，尤其在潮湿较大的雨季，元器件容易短路造成设备损坏，不仅带来经济损失同时也给负载供电造成安全隐患。
机房内安装的空调要有制冷和除湿功能。
（3）环境粉尘及化学腐蚀性气体
UPS由于工作时会产生大量的热量，为了散热在机器顶部安装多个用于散热的风扇，此时UPS尤如一个大功率吸尘器，会将大量的粉尘及化学腐蚀性气体吸人UPS内部。
UPS常年运行末做清洁保养，大量的粉尘会粘附在电路板上，粉尘中含有的金属微粒会使高集成的小型元件出现短路，吸人空气中的水分会形成由粉尘构成的导电层，给设备和负载造成严重的安全隐患，厚厚的粉尘粘在元件或散热器件表面会使元件温度高于规定值，很容易造成元器件损坏，严重时可以造成UPS供电系统瘫痪。
当长期运行的UPS吸人大量化学腐蚀性气体，遇机房冷气时很容易在高集成元器件表面形成一种腐蚀性膜，对细小元件及焊接点具有腐蚀作用，长时间会造成元器件损坏及焊点虚焊，而这些高集成元器件都集中在微处理器及控制系统，给UPS及负载造成严重的安全隐患。
3结束语
工业用UPS因受外部因素影响较大，由于技术的制约，每个品牌UPS并不是都能很好地解决技术难题，因而不同品牌UPS的使用稳定性就有较大差异。
用户在选购UPS时必须全面进行对比分析，不论是单机还是并机，运行稳定与否完全取决于所选用的UPS厂家能否有能力很好地解决单机和并机的技术，没有坚实的技术保障，不论单机还是并机都不可能实现设备在使用期内稳定运行。
因此，UPS并机相对于性能非常稳定UPS单机的安全性有较大提高，但不是解决单机存在基本技术问题的最终措施。
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