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? ? ? ?熱備份連接是指當(dāng)單臺UPS不能滿足用戶提出的供電可靠性要求時(shí)，就需要再接入一臺同規(guī)格的單機(jī)來提高可靠性。任何具有旁路環(huán)節(jié)的UPS都可以進(jìn)行熱備份連接，兩臺UPS熱備份連接時(shí).只需將一臺UPS(如UPS1)的旁路的輸入端與市電斷開，并連接到另一臺UPS(如UPS2 )的輸出端上，這樣就構(gòu)成了兩臺UPS熱備份冗余系統(tǒng)。這種連接非常簡單，當(dāng)把UPS作為主輸出電源而把UPS2作為備用機(jī)時(shí)，只需將備用機(jī) UPS2的輸出與UPSI的旁路輸入端相連就可以了，不過此時(shí)UPS’的旁路輸入端一定要與其輸入端斷開，在正常情況下，由UPSI向負(fù)載供電，而UPS2處于熱備份狀態(tài)空載運(yùn)行;當(dāng)UPS1故障時(shí)，UPS2投入運(yùn)行，接替UPS2繼續(xù)向負(fù)載供電。只有當(dāng)UPS2過載或逆變器故障時(shí)，才閉合UPS2的旁路開關(guān)，負(fù)載轉(zhuǎn)為由市電供電。
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? ? ? ?兩臺熱備份連接的UPS系統(tǒng)可靠性比單臺UPS的可靠性提高了兩個(gè)數(shù)量級，并且這種系統(tǒng)的連接方式簡單易行.即使是不同品牌的機(jī)器，只要規(guī)格、容量相同，就可連接，不需再增加另外的設(shè)備.若兩臺不同容量的UPS相連，其容量只能按小的那一臺計(jì)算。這種熱備份連接方式也有它的不足之處。
? ? ? ?這種UPS的熱備份連接一般不超過兩臺，它不能增加系統(tǒng)的輸出容量，尤其是兩臺不同容量的UPS連接時(shí)，該系統(tǒng)的輸出容量不能超過其中容量較小的那一臺的功率。由于是同容量串聯(lián)連接，所以如果一臺UPS過載。轉(zhuǎn)到另一臺后仍然過載，即供電系統(tǒng)的帶載能力沒有加強(qiáng)。實(shí)用中很少有兩臺以上UPS的串聯(lián)連接，因此應(yīng)用場合受到了限制。
? ? ? ?UPS的熱備份的目的是確保負(fù)載設(shè)備不會在市電停電時(shí)因主機(jī)故障而斷電，計(jì)算機(jī)等負(fù)載設(shè)備數(shù)據(jù)不會丟失。而UPS的熱備份要解決的關(guān)鍵問題是旁路開關(guān)的切換要由嚴(yán)密的電路控制，不會在切換時(shí)有任何斷電情況發(fā)生。下面介紹目前常見的幾種熱備份連接方式。
? ? ? ?1.雙機(jī)主備冗余供電方式
? ? ? ?UPS處于旁路工作狀態(tài)時(shí)，負(fù)載不受UPS保護(hù)。此時(shí)，如果發(fā)生交流電中斷、過壓等故障，就將造成負(fù)載電源供應(yīng)中斷或設(shè)備損壞。因此，很自然想到用一臺UPS的輸出作為另一臺UPS主機(jī)的靜態(tài)旁路電源，這就是雙機(jī)主備冗余供電，也叫雙機(jī)串聯(lián)冗余供電，如圖2-1所示。
?? ?(1) 工作原理簡述
? ? ? ?①正常情況下，負(fù)載的工作電源由UPS主機(jī)的逆變器提供，備機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)。
? ? ? ?②UPS主機(jī)故障時(shí)，主機(jī)轉(zhuǎn)為旁路供電，此時(shí)UPS備機(jī)的逆變器輸出通過主機(jī)靜態(tài)旁路開關(guān)供給負(fù)載電源.UPS主機(jī)故障轉(zhuǎn)為旁路在毫微秒的時(shí)間內(nèi)完成，不會產(chǎn)生負(fù)載電源中斷。
? ? ? ?③備機(jī)故障時(shí)，備機(jī)轉(zhuǎn)為旁路。此時(shí)主機(jī)的靜態(tài)旁路輸入的不再是備機(jī)的逆變器輸出，而是交流電經(jīng)過備機(jī)的靜態(tài)旁路開關(guān)供給，此時(shí)相當(dāng)于主機(jī)單機(jī)工作。
? ? ? ?④UPS主、備機(jī)同時(shí)故障時(shí)，UPS主、備機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)為旁路工作，交流電經(jīng)過備機(jī)的靜態(tài)旁路開關(guān)，再經(jīng)主機(jī)的靜態(tài)旁路開關(guān)供給負(fù)載電源。當(dāng)然，UPS主、備機(jī)同時(shí)故障的可能性極小。
? ? ? ?(2) 優(yōu)點(diǎn)
? ? ? ?① 安裝方便，易于實(shí)現(xiàn)。只要UPS主機(jī)具有獨(dú)立的靜態(tài)旁路輸入口，就可以很容易地實(shí)現(xiàn)UPS主、備機(jī)冗余供電，甚至是不同型號、不同品牌的UPS，都可以很方便地組成雙機(jī)冗余供電。
? ? ? ?② 可靠性高。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，只要將UPS主、備機(jī)的輸出電壓調(diào)整一致即可,根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，UPS雙機(jī)主、備冗余供電的可靠性高于雙機(jī)并聯(lián)冗余供電。
? ? ? ?(3) 缺點(diǎn)
? ? ? ?雙機(jī)冗余提高了UPS電源供電系統(tǒng)的可靠性，但存在以下一些缺點(diǎn)。
? ? ? ?①主UPS本身發(fā)生故障時(shí).可能無法切換而造成輸出中斷。當(dāng)主UPS內(nèi)部電源板或電源模塊發(fā)生故障時(shí)，主UPS會立即停止工作，輸出中斷。此時(shí)，主UPS也不可能再從靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)向旁路.這時(shí)即使從UPS是好的也無濟(jì)于事.整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的供電將被中斷。當(dāng)主UPS控制電路出現(xiàn)問題后，在逆變器燒毀的瞬間(此時(shí)不滿足切換條件)及出現(xiàn)一些其他原因時(shí)，也可能會出現(xiàn)靜態(tài)開關(guān)不切換而造成供電中斷的現(xiàn)象。
? ? ? ?②切換瞬時(shí)輸出出現(xiàn)間斷。UPS供電系統(tǒng)為輸出波形連續(xù)，采用先合后斷技術(shù)，即旁路通過靜態(tài)開關(guān)與逆變器輸出有一疊加過程以輸出無間斷.但這兩路電壓須***頻率、相位和幅值完全一致，否則將有可能造成切換過程中輸出的不連續(xù)。在頻率正常的情況下，主UPS為帶載工況，從UPS為空載。而在電網(wǎng)頻率偏離UPS跟蹤頻率范圍時(shí)，UPS將啟動自身晶體振蕩器，由于兩臺UPS為獨(dú)立系統(tǒng)，無法進(jìn)行“鎖相”跟蹤，如在此時(shí)發(fā)生切換過程，輸出波形將會有更大的輸出間斷時(shí)間。特別是在主UPS逆變器發(fā)生故障，強(qiáng)行切換時(shí)，由于無法進(jìn)行正常跟蹤，將有可能出現(xiàn)較大的間斷時(shí)間，甚至切換失敗。
? ? ? ?③在雙機(jī)主備冗余方式的供電系統(tǒng)中，增加了兩個(gè)公共故障點(diǎn)。一旦主UPS靜態(tài)開關(guān)出現(xiàn)故障，此時(shí)又要求切換，則會造成負(fù)載供電中斷。發(fā)生過載時(shí)，主、從UPS將依次轉(zhuǎn)旁路，這時(shí)UPS的靜態(tài)開關(guān)如出現(xiàn)問題，也將造成輸出中斷。
? ? ? ?④設(shè)備使用效率低.在整個(gè)供電過程中，始終有一臺UPS長期閑置不用，使用效率低，并且備份UPS的蓄電池長期處于浮充狀態(tài)下，蓄電池?zé)o法放電，使用壽命大大縮短,但可以增加一個(gè)主從轉(zhuǎn)換裝置，定期將主機(jī)與從機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對主、從機(jī)的蓄電池輪流充放電，以解決此問題。但是在主、從轉(zhuǎn)換過程中，從機(jī)處于空載運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)切換過程，負(fù)載量將從。突變到100 %,整流器和逆變器將受到大電流沖擊，易于損壞，影響正常輸出，甚至斷電。
? ? ? ?⑤維修困難。當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障，切換到從機(jī)供電時(shí)，用戶負(fù)載不能停機(jī)，無法關(guān)閉主UPS進(jìn)行維修。一旦從機(jī)出現(xiàn)故障，會造成整個(gè)供電系統(tǒng)中斷。
? ? ? ?2.多機(jī)主備冗余供電方式
? ? ? ?由于兩臺UPS同時(shí)發(fā)生故障的概率幾乎為零，因此在雙機(jī)主備冗余供電方式的基礎(chǔ)上，可發(fā)展一種更為合理、更為節(jié)省投資、更為可靠的多機(jī)主備冗余供電方式，這就是三機(jī)主備冗余供電方式。三機(jī)以上的主備機(jī)冗余供電原理與三機(jī)主備機(jī)冗余供電原理相同。
? ? ? ?(1)工作原理簡述
? ? ? ?① 正常情況下，負(fù)載電源由主機(jī)UPSI和主機(jī)UPS2分別承擔(dān)，備機(jī)處于空載備用狀態(tài)。
? ? ? ?② 主機(jī)UPS1故障時(shí)，主機(jī)UPS轉(zhuǎn)為旁路，備機(jī)逆變器輸出通過主機(jī)UPS1的旁路開關(guān)給負(fù)載提供電源。
? ? ? ?③ 主機(jī)UPS2故障時(shí).同主機(jī)UPS1故障情況。
? ? ? ?④ 備機(jī)故障時(shí).相當(dāng)于主機(jī)UPS1和主機(jī)UPS2分別單機(jī)工作。
? ? ? ?(2)優(yōu)點(diǎn)
? ? ? ?① 節(jié)省投資。比如要實(shí)現(xiàn)8okVA雙機(jī)冗余熱備份，需兩臺8okVA的UPS，而用上述三機(jī)冗余熱備份方式，只要3臺40kVA的UPS即可實(shí)現(xiàn)目的，可節(jié)省相當(dāng)一筆投資。
? ? ? ?② 避免單一故障點(diǎn)，增加可靠性。不論雙機(jī)主備冗余供電或雙機(jī)并聯(lián)冗余供電，其輸出線路為單路輸出口，如果輸出總線路故障或輸出線路中任何不受開關(guān)保護(hù)的負(fù)載短路，都將造成所有的負(fù)載供電中斷。而三機(jī)主備冗余供電，具有兩路輸出口，即使其中一路故障，另一路仍有輸出，因此可有一半的負(fù)載正常工作。對干具有雙路交流電輸入的計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要雙機(jī)熱備份時(shí)，采用三機(jī)主備冗余供電方式完全可排除因電源故障而引起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作中斷的可能性。