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并联冗余UPS

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-07-22 0:34:59 * 浏览: 3
在并行冗余UPS系统中,在正常运行期间,所有独立UPS均并行运行,平均分配负载。如果单个UPS发生故障,或者需要从系统中分离出来进行维护,则其余的单个UPS具有足够的容量来为负载供电,以确保为负载提供不间断的电源,因此无需将负载转换为旁路电源供应。在并行冗余UPS系统中,在正常运行期间,所有独立UPS均并行运行,平均分配负载。如果单个UPS发生故障,或者需要从系统中分离出来进行维护,则其余的单个UPS具有足够的容量来为负载供电,以确保为负载提供不间断的电源,因此无需将负载转换为旁路电源供应。 1组成并行冗余UPS系统的条件组成并行冗余UPS系统的基本条件是:Each①组成并行冗余UPS的每个单个UPS通常应是具有相同容量,相同制造商和相同产品的产品。相同的模型。 ②这些独立式UPS必须先同步运行,然后才能并联。也就是说,每个UPS的逆变器的输出频率和相位必须相同,并且输出电压也必须相同。 ③在每台UPS之间平均分担负载。每台UPS之间没有循环电流。 ④当每台UPS发生故障时,它应该能够自动从负载总线上断开,即,它具有选择性的单UPS跳闸性能。 2并行冗余UPS系统的类型根据旁路系统的配置,可以将并行冗余UPS系统分为集中式旁路和分布式旁路并行冗余UPS系统。 (1)具有集中旁路的并行冗余UPS系统with具有集中旁路的并行冗余UPS系统每个独立的UPS都没有静态旁路和维护旁路。整个并行冗余UPS系统配置有集中式静态旁路和维护旁路,它们安装在独立的并行机柜中。并行机柜为所有单个UPS提供统一的同步信号和必要的检测电路,以确保每个UPS的同步运行。静态旁路开关和维护旁路开关的容量应能够满足系统输出容量的要求,即N + 1个并联冗余UPS系统的旁路开关的容量应大于或等于N个单机容量。 UPS。 (2)分布式旁路并联冗余UPS系统分布式旁路并联冗余UPS系统每台UPS均配有静态旁路开关和维护旁路。无需组合机柜,每个UPS可以直接并联连接。分布式旁路并行冗余UPS系统具有五种工作模式:正常模式,旁路模式,电池模式,节能系统模式和可变模块管理系统模式。其中,提出了节能系统方法和可变模块管理系统方法,以提高系统效率和节能效果。两者不能同时操作。根据设置情况,只能操作其中之一。 ①普通模式在普通模式下,市电为每个UPS提供电源,并且每个UPS为负载提供稳定可靠的交流电源。每个UPS并行运行,平均分配负载。如果市电中断或超过指定的指标,则每台UPS将自动切换到电池模式,并继续为负载供电而不会中断。市电恢复后,每台UPS将自动返回正常模式。如果每个UPS过载或发生故障,则每个UPS将切换到旁路模式。清除过载或故障后,它将自动切换到正常模式。 ②旁路模式在旁路模式下,负载由旁路电源直接供电。系统的旁路电源是通过静态开关从每个单个UPS的旁路电源引入的。从正常模式切换到旁路模式的条件是系统过载或负载故障。在N + 1并行冗余UPS系统中,如果单个UPS发生故障并离开电源系统(脱机),其余的单个UPS仍然可以支持负载,系统将不会转移到旁路,负载将由其余的单个UPS提供。如果多个单个UPS处于脱机状态,则必须将负载转移到维护旁路或关闭。在N + 0并行冗余UPS系统(并行非冗余UPS)中,如果一个UPS脱机跳闸,则其余的UPS将转换为旁路。 ③电池模式当市电中断或指示灯超过指定的公差时,UPS系统将自动切换到电池模式。在电池模式下,每个独立UPS中的电池为逆变器提供紧急直流电源,并且每个逆变器继续运行并持续向负载供电。每个UPS的逆变器并行运行,平均分配负载。如果市电无法恢复,则电池将放电至逆变器允许的输入电压水平。此时,每个独立的UPS都会发出“两分钟内关机”警报。如果此时有旁路电源可用,则系统将切换到旁路模式而不会关闭。如果在电池放电过程中的任何时候,市电输入电源再次可用,则系统将切换到正常模式。最初由电池承担的逆变器输入功率将逐渐由整流器承担,并且电池将同时充电。由于给电池充电需要大电流,因此整流器在启动时可能会进入电流限制模式。 ④节能模式(ESSM,EnergySaverSystemMode)节能模式是指市电电源通过静态旁路开关直接向关键负载供电。在节能模式下运行时,如果市电电源异常,将自动切换到正常模式。当旁路电源电压或频率超过预定范围时,系统将切换到电池模式,然后切换到正常模式。逆变器为负载供电。典型的转换时间是2ms。从节能模式到正常模式的所有转换都首先转换为电池模式,然后再转换为双重转换模式。当市电严重*时,系统将从ESS模式切换到双转换模式,并在双转换模式下运行1h(可编程),然后在1h之后返回ESS模式。如果在双转换模式的1h周期内检测到市电严重*,则1h时间将重新开始。 ⑤可变模式模块管理系统(VMMS,VariableModuleManagementSystem)可变方式下的模块管理系统,UPS与常规的双转换UPS相同。但是,UPS根据负载的大小有选择地将负载移动到少量的独立式UPS中,以确保独立式UPS具有更高的负载率和效率。当单个UPS设置为VMMS模式时,单个UPS将停止打开逆变器和整流器,但会关闭其输出接触器,以使其输出电压与负载母线电压相同并与其保持相位。在这种模式下,单个UPS监视重要的负载母线,并保持其输入接触器闭合。当出现临界负载总线*并且有步进负载时,单个UPS立即恢复运行以为负载供电。在VMMS模式下,单个UPS的可用功率被限制为单个UPS额定功率的80%。如果负载超过此限制,则必须添加一个UPS来承受增加的负载。当市电严重时*,UPS将切换到双转换正常模式。所有单个UPS运行1小时。 1h结束后,UPS将自动切换回VMMS模式。如果在此1h内有严重的市电*,则1h计时器将重新启动,并且UPS将重新启动以正常模式运行1h。 3 UPS冗余并联运行原理(1)正常运行状态(见图1)在图1中,负载由UPSA和UPSB的整流逆变器提供,并且相应的电池组同时充电。每个逆变器均以50%的负载运行。 (2)UPS在线维护(见图2)在图2中,其中一台UPS发生故障(例如UPSA)时,它将自动退出运行,其余UPS将以100%的负载运行。通过断开Q1,Q2,Q3,Q4和Q5隔离,可以安全地修复有故障的UPS。开关,然后在维修后将其投入运行,其状态如上所述。即使UPS没有故障,此状态也可以用于内部维护,例如清洁灰尘,固定连接器,测试或更换电池等。(3)UPS冗余并行方案图(见图3)4个并行冗余UPS系统同步(1)同步信号的选择一般来说,由于每台UPS的输出均与旁路电源同步,因此,如果每台独立UPS的旁路电源是同一市电电源,并且每个机架单机UPS自然会同步运行。但是,考虑到每个独立的UPS在市电停电时将与其内部的晶体振荡器同步,在这种情况下,它不会自然地同步。为了确保所有独立式UPS在任何情况下都可以同步运行并平均分担负载,通常使用以下同步方法:①主从同步将单个UPS中的一个指定为主UPS,将其余UPS指定为从UPS UPS。通常,在有市电的情况下,主UPS与市电同步;在没有市电的情况下,主UPS与自己的内部晶体振荡器同步。所有“从属UPS”(可以编号1、2、3 ...)都与主UPS同步。如果主UPS发生故障,则1号“从UPS”将自动成为主UPS。以此类推,第2号和第3号... UPS也可以作为主UPS。 ②没有主从同步表示没有指定主UPS,任何一个UPS都可以是主UPS或从UPS。通常,主UPS是根据启动情况随机确定的。例如,哪个首先启动,即主UPS。主UPS发生故障时的替代方法与上述方法相同。 (2)锁相环同步为了使独立式UPS的逆变器输出电压具有与同步信号相同的频率和相位(旁路电源电压)(同步运行),需要一个设备来检测逆变器输出电压和旁路电压电源的相位差变为电压信号,以控制逆变器的相位和频率,并使逆变器与旁路电压同步。这种设备是锁相环。锁相环由一个鉴相器(PD),一个低通滤波器(LPF)和一个压控振荡器(VCO)组成(见图4)。鉴相器用于比较输入信号Ui(例如旁路电源电压)和从压控振荡器反馈的输出信号Uo的相位。相位检测器的输出是与两个信号的相位差成比例的误差电压信号Ud。低通滤波器用于衰减Ud中的高频分量和噪声,提高抗*能力,并输出控制电压Uc。压控振荡器是其输出频率由控制电压Uc控制的振荡器。当控制电压Uc = 0时,输出频率是固定的,而当控制电压Uc≠0时,振荡器的输出频率随控制电压Uc而变化。在锁相环中,如果压控振荡器的频率与同步信号之间的频率差在指定范围内,则相位检测器输出的误差信号将通过低通滤波器,并且频率可以控制压控振荡器的相位方向。同步信号靠近。当压控振荡器的频率与同步信号的频率完全相同,并且相位差达到恒定值时,锁相环进入锁定状态。 5并行冗余UPS系统的负载在单个UPS系统中平均分配。只要有旁路电源,逆变器就始终与旁路电源同步。因此,当逆变器发生故障时,可以通过静态开关不中断负载。切换到旁路电源。在并行冗余UPS中,每个单独的UPS均与其旁路电源同步。由于每个UPS的旁路电源都是相同的市电电源,因此每个UPS都会自然地同步运行。但是,每个独立式UPS的阶段都会有微小变化。为了确保在独立式UPS之间平均分配负载,必须确保每个独立式UPS的输出电压的频率和相位准确匹配。因此,通常需要在每个独立UPS之间进行通信以进行必要的相位调整。先进的UPS采用*并行技术,每个UPS之间无通讯。每个独立式UPS仅需监视自己的输出功率,根据输出功率的变化进行调整,并与其他独立式UPS保持同步运行和负载分担。 *并联的原理是利用并联的单个UPS之间的相角差与每个单个UPS所承受的负载之间的关系来调整相位。例如,当两个并联的单个UPS的输出波形匹配时,它们将平均分担负载。如果单个UPS的波形领先于另一个UPS,则它将承担更多的负载,而另一个UPS承担较小的负载比例。两个单个UPS之间的负载分布对两个单个UPS的相角差非常敏感。 1度的相角差将导致50%的负载不平衡。在*并行UPS系统中,每个UPS都监视自己的输出