UPS常用技術(shù)介紹

1.UPS行業(yè)發(fā)展概述

由于IT技術(shù)的不斷發(fā)展,用戶對(duì)重要信息負(fù)載保護(hù)的重視，UPS的使用范圍也越來(lái)越廣，滲透到各行各業(yè)(如:金融,通信,證券,化工,醫(yī)療等),并起著電源保護(hù)神的角色,于是國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一個(gè)龐大的UPS用戶市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)外品牌廠商都看好這個(gè)市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)也愈來(lái)愈激烈。為了適應(yīng)市場(chǎng)，各廠家不斷推出新產(chǎn)品.

在推出新產(chǎn)品的同時(shí),市場(chǎng)上UPS采用的新技術(shù)也層出不窮,各廠家采用的技術(shù)也不盡相同,比如:模塊冗余技術(shù),同步控制技術(shù),高頻技術(shù)等.采用的技術(shù)不同,宣傳的角度不同,給用戶選擇UPS帶來(lái)很大的困擾,現(xiàn)針對(duì)市場(chǎng)上UPS采用的一些技術(shù)進(jìn)行匯總介紹.

2.目前市場(chǎng)上UPS采用的技術(shù)介紹

?并機(jī)冗余技術(shù)

并機(jī)的發(fā)展

從并機(jī)柜、并機(jī)模塊、并機(jī)板、無(wú)須并機(jī)板、無(wú)線并機(jī)到數(shù)碼控制自動(dòng)并機(jī)（并機(jī)之UPS采用電流控制均分，完全獨(dú)立控制）的發(fā)展過(guò)程 ,但目前市場(chǎng)各個(gè)過(guò)程的并機(jī)技術(shù)還都存在,主流廠家比如臺(tái)達(dá)UPS就是采用直接并機(jī)技術(shù)無(wú)須增加并機(jī)板、并機(jī)模塊的技術(shù),同時(shí)可達(dá)8臺(tái)并機(jī),實(shí)現(xiàn)大容量UPS在線經(jīng)濟(jì)擴(kuò)容與冗余.

并聯(lián)的控制方式

并聯(lián)運(yùn)行控制方式一般分為集中控制、主從控制、分散邏輯控制和無(wú)互聯(lián)線獨(dú)立控制 4 種方案 .臺(tái)達(dá)UPS采用高速的微處理器運(yùn)算為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)，獨(dú)特的熱補(bǔ)償分布邏輯控制并機(jī)技術(shù)，在UPS單機(jī)之間無(wú)需外加并機(jī)卡或并機(jī)柜，采用環(huán)路通訊電纜連接來(lái)傳遞實(shí)時(shí)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)并機(jī)的“均流”控制。對(duì)于并機(jī)系統(tǒng)中的各臺(tái)UPS，均都處于完全“平等”的調(diào)控狀態(tài)之中。并采用獨(dú)特的同步相位調(diào)制法。每臺(tái)UPS能“智能”地將位于并機(jī)系統(tǒng)中的各臺(tái)UPS的同步跟蹤調(diào)到最佳狀態(tài)（各臺(tái)之間的相位差幾乎為零）和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)所帶的負(fù)載百分比，實(shí)現(xiàn)高精度的負(fù)載均分。在并機(jī)系統(tǒng)使用中，有其中一臺(tái)UPS發(fā)生故障時(shí)，該故障的UPS會(huì)迅速、可靠地從并機(jī)系統(tǒng)中脫機(jī)，從而確保并機(jī)系統(tǒng)繼續(xù)提供用戶高質(zhì)量的逆變電源。

?同步控制技術(shù)

同步控制技術(shù)

主要是市電與旁路同步、雙路電源輸入的同步、并機(jī)系統(tǒng)再組成雙母線的同步，針對(duì)雙母線系統(tǒng)同步有外同步控制和內(nèi)同步控制之分，市場(chǎng)上有根據(jù)此技術(shù)專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的外置同步模塊、外置負(fù)載同步控制器等,并機(jī)(N+X)冗余時(shí)多采用內(nèi)同步控制技術(shù).無(wú)線并機(jī)也采用內(nèi)同步控制技術(shù).

臺(tái)達(dá)UPS采用同步控制技術(shù)

在分布冗余UPS系統(tǒng)方案(雙母線冗余方案)中,臺(tái)達(dá)UPS采用內(nèi)同步控制技術(shù),在主控制板中內(nèi)置了同步偵測(cè)線路,及相應(yīng)的控制軟體.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步,確保STS穩(wěn)步可靠切換電源.

實(shí)現(xiàn)原理圖如下：

?Delta變換技術(shù)

Delta變換式UPS,也是在UPS設(shè)計(jì)技術(shù)中的一種,現(xiàn)對(duì)它工作原理做一簡(jiǎn)單介紹: 1.當(dāng)市電存在時(shí)，逆變器（Ⅰ）和（Ⅱ）只對(duì)輸入電壓與輸出電壓的差值進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償,輸出電壓穩(wěn)定度高的電源給用戶負(fù)載供電.

2. 市電掉電時(shí)，切換到電池供電，當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生畸變時(shí)，也由逆變器（Ⅱ）調(diào)整補(bǔ)償?shù)簟?/p>

3.正常工作時(shí),負(fù)載所獲電源中85%的電源是直接取自于市電電網(wǎng),15%以下 “逆變器（Ⅰ）”所提供。

4.輸出頻率取決于輸入頻率,較難改善輸入頻率的跳變問(wèn)題,目前市場(chǎng)上多數(shù)UPS采用雙變換純?cè)诰€式設(shè)計(jì).而不是Delta變換式.

Delta變換式原理框圖

從原理框圖及工作原理來(lái)看, Delta變換式具有以下特點(diǎn):

1. 輸入功率因數(shù)高,輸入電流諧波小.

2. 逆變器只提供15%能量, 過(guò)載能力強(qiáng),逆變器余量充足.

3. 主要能量由市電提供,效率較高.

4. 抗輸入頻率瞬變較差.

?模塊化冗余技術(shù)

在傳統(tǒng)高端UPS產(chǎn)品中，一直存在著單臺(tái)UPS容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障的問(wèn)題，以往用戶對(duì)此的安全保障措施是采用傳統(tǒng)的“1+1”或“N+1”的并聯(lián)冗余方式，這不僅增加了采購(gòu)、安裝及維護(hù)成本，而且一般情況下只能容錯(cuò)一次。而在模塊化UPS系統(tǒng)中，用戶只需要購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的功率模塊，即可實(shí)現(xiàn)“N+X”的故障冗余及擴(kuò)容升級(jí).任何一個(gè)模塊出現(xiàn)故障,都可自動(dòng)脫離系統(tǒng),確保系統(tǒng)正常運(yùn)行,臺(tái)達(dá)UPS的模塊化設(shè)計(jì)不僅模塊實(shí)現(xiàn)冗余,內(nèi)部的輔助電源,PCB板也實(shí)現(xiàn)冗余.真正實(shí)現(xiàn)各功能模塊獨(dú)立,損壞任何一功能模塊都互不干擾.同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)1+1并機(jī)冗余,大大提高系統(tǒng)的可靠度、可用性.

因此最近幾年模塊化UPS不斷推出,更顯示了用戶對(duì)模塊化技術(shù)的認(rèn)可，體現(xiàn)了市場(chǎng)一種趨勢(shì)。

?功能一體化技術(shù)

所謂功能一體化,即從傳統(tǒng)的單一化系統(tǒng)轉(zhuǎn)到新型一體化的整體解決方案,采用系統(tǒng)集成方式,比如一體化機(jī)房,即從空調(diào)、輸入配電柜、ATS柜、電池開(kāi)關(guān)柜、UPS、電池、輸出配電柜、監(jiān)控等多種功能有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)互相兼容，使原來(lái)整體設(shè)備更加協(xié)調(diào)，安裝更加方便（類(lèi)似堆積木的方式），實(shí)現(xiàn)整體大于單個(gè)的功效，獲得超值的整體解決方案，再如臺(tái)達(dá)室內(nèi)/室外一體化UPS，把UPS、電池、防水、定時(shí)器、干接點(diǎn)、維修旁路開(kāi)關(guān)、門(mén)禁告警等集合，有效的增加了UPS整體性及附加價(jià)值功能，有如裝修好的房子一樣，購(gòu)買(mǎi)了就可以入住，減少用戶對(duì)各種裝修材料的選擇。

?高智能化技術(shù)

高智能技術(shù)體現(xiàn)在UPS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程監(jiān)控控制能力、故障預(yù)測(cè)能力，首先可查看UPS是否標(biāo)配有RS232、RS485、干接點(diǎn)、SNMP卡插槽等基本通訊接口?，F(xiàn)在還有一些適應(yīng)不同場(chǎng)合的USB卡，MODBUS轉(zhuǎn)化器卡。通過(guò)通訊接口可以實(shí)現(xiàn)UPS故障告警發(fā)短信、發(fā)E-mail、廣播等形式通知用戶，現(xiàn)在市場(chǎng)已經(jīng)有開(kāi)始嘗試用手機(jī)實(shí)時(shí)了解UPS運(yùn)行信息及控制開(kāi)關(guān)UPS等功能。同時(shí)可以預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)，UPS監(jiān)控實(shí)行一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，然后可開(kāi)放UPS運(yùn)行狀態(tài)信息給UPS廠家，通過(guò)廠家技術(shù)力量對(duì)數(shù)據(jù)分析，提前發(fā)現(xiàn)需要保養(yǎng)的UPS使用地，這樣大大的提高了防患于未然的能力，使UPS有一個(gè)良性循環(huán)的使用過(guò)程。

?12整流技術(shù)

為了降低輸入電流諧波，可選擇安裝12pulse整流器。一般內(nèi)置于主機(jī)內(nèi)，其原理為將輸入電壓經(jīng)由變壓器，產(chǎn)生兩組相位相差30度之電壓源分別送至兩組整流器，主要功能消除輸入端之第五次及第七次電流諧波，而達(dá)到降低輸入電流總諧波之目的。其輸入電流總諧波失真率可降至10~14%之下。12-pulse 整流器其基本架構(gòu)如圖1

圖1

?高頻綠色節(jié)能技術(shù)

國(guó)家對(duì)綠色產(chǎn)品鼓勵(lì)越來(lái)越明顯，其中財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)順應(yīng)目前國(guó)家大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品政策，制定頒布了《節(jié)能產(chǎn)品政府采購(gòu)實(shí)施意見(jiàn)》。根據(jù)此《意見(jiàn)》，各級(jí)國(guó)家機(jī)關(guān)、事業(yè)單位和團(tuán)體組織用財(cái)政性資金進(jìn)行采購(gòu)時(shí)，在技術(shù)、服務(wù)等指標(biāo)相同條件下，應(yīng)優(yōu)先采購(gòu)節(jié)能清單所列的節(jié)能產(chǎn)品。

UPS做為高新技術(shù)的產(chǎn)品同樣也應(yīng)響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，采用了以下技術(shù)：

輸入整流器采用高頻技術(shù)

可使輸入功率因數(shù)>0.99,輸入電流諧波3%,達(dá)到真正綠色電源標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)可以減小UPS輸入端的線纜,保險(xiǎn),空開(kāi)等容量,減少發(fā)電機(jī)匹配的容量,降低用戶的投資成本.不須因增加額外的濾波器,而增加UPS的損耗.

高整機(jī)效率

臺(tái)達(dá)C系列UPS將整機(jī)效率大幅提高至94%以上,且風(fēng)扇可根據(jù)負(fù)載及溫度進(jìn)行多段調(diào)速,輸入電流諧波小,減少線纜的損耗,減少輸入空開(kāi)容量等,從細(xì)節(jié)能夠更好的滿足客戶的省電需求。

3.總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的UPS技術(shù)做總結(jié)介紹，希望能夠通過(guò)本文的介紹能讓大家多了解UPS采用的技術(shù)，在選型UPS時(shí)做一個(gè)參考，一般各個(gè)廠家某系列產(chǎn)品會(huì)采用以上某部分的技術(shù)，當(dāng)然UPS的技術(shù)不斷的推陳出新，一種新的技術(shù)能否取代傳統(tǒng)的技術(shù)，只有能通過(guò)市場(chǎng)考驗(yàn)的才是值得推廣的技術(shù)，臺(tái)達(dá)做為電力電子行業(yè)一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)級(jí)的公司，已經(jīng)投入巨資開(kāi)始研究下一代UPS，讓我們期待新的變革到來(lái)。