模块化UPS采用标准的结构设计,每套系统由功率模块、监控模块、静态开关组成。其中功率模块可并联,平均分担负载。如遇故障自动退出系统,由其它功率模块来承担负载,既能水平扩展,又能垂直扩展。独特的冗余并机技术使设备无单点故障,以确保电源的最高可用性。所有的模块可以实现热拔插,可以实现在线更换,维修是最安全的电源保护方案。
本方案由模块化UPS主机、智能化配电系统、电池组合而成。模块化UPS主机:
模块化UPS功率模块采用双变换在线式结构,包括整流器、逆变器、充电器、控制电路、与输入输出电池母排的断路开关。具有输入功率因数补偿功能。所有模块均可在线热插拔更换,提供最高级别的可用性、可维护性。
模块化UPS主机控制模块采用工业CAN BUS总线控制结构,由两块冗余的可热插拔的控制模块来完成对系统的控制管理。一个控制模块故障不会影响到系统的正常工作。控制模块可在线热插拔更换。功率模块的并联也由控制模块集中管理,按照统一的并机参数运行,一个功率模块故障可自动的退出并联系统,不会对整个并联系统造成危害。
模块化UPS系统采用独立的静态旁路模块,不采用多个静态旁路结构,以避免转旁路时的多个旁路不均流而造成的过载损坏。模块并联输出电压精度为±1%,并机环流<1%。
标配SNMP卡,采用HTTP协议、SNMP协议、TELNET协议等。可对UPS中市电状态、电池状态、旁路状态、逆变状态、自检状态、开机状态和输入电压、输出电压、负载百分比、输入频率、电池电压、电池容量、电池放电时间、UPS机内温度、周边环境温度等等UPS电源的运行情况一目了然,提高UPS电源保障系统的管理效率和管理品质。选用开放的windowsNT/ windows2000/windowsXP/windows2003操作系统平台。
可以选配备温湿度传感器,插入多功能网卡,通过网络实现对机房环境的温湿度监控和报警。
智能化配电系统
该系统为UPS电源的输入和输出一体化配电集成系统,与UPS主机配套使用,内含UPS的输入开关、输出开关和维修旁路开关以及系统的总输入开关,主开关均配置辅助触点;内含电流传感系统,并与UPS主机通讯。
该配电系统由输入配电单元、分路输出配电模块、监控模块、隔离变压器组成。输出配电单元每个配电模块配置了18个输出分路,每个分路的电流从6A-32A随需设定,并根据现场负载的配置及变化情况调整三相平衡,配电系统可安装最多6个即插式配电模块,配电模块数量可选。
该配电系统与UPS主机同尺寸外观,同颜色。标准配置为:液晶显示器、UPS维护旁路面板(含系统总输入开关、UPS输入开关、输出开关、维修旁路开关,为带辅助触点开关)。检测电路主板,三相输入输出的电压和电流传感器组件,中线电流、地线电流传感器,外接EPO信号接口。
可选装输入K值隔离变压器和支路电流监控器。
该配电系统可配备网卡,能够通过网络监控该配电柜的参数、状态和历史纪录以及报警信息。能网络监控配电柜的输入输出三相电压、电流、频率,中线电流,地线电流,每相的KVA数,KW数,功率因数,支路电流等。并可设定电流高低电压报警门限值。
外接电池及电池柜
电池采用免维护全封闭铅酸蓄电池,电池容量可品牌可根据需要进行配置,电池安装于与UPS主机同品牌同外观同颜色的电池柜内。
机架式模块化UPS相对于传统立式(塔式)结构UPS而言,能够安装在标准机柜中,节省占地面积与空间,便
于安装、使用及维护,能够使用较短的功率连接电缆。通过减少关键设备与负载之间的故障点,模块化UPS可提高整个系统的可用性。
从设计和工作的原理方面来讲的,模块化UPS包括整流器、逆变器,有些还包括静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板等。模块化最大的优点是能够提高系统的可靠性和可用性,任何一个模块出现故障并不会影响其他模块的正常工作,而且可通过热插拔特性缩短系统的安装和修复时间。
除此之外,模块化UPS能够给用户带来更好的可扩展性,这也为用户的投资起到了很好的保护作用。
和集装箱在工厂就开始装货的道理一样,机架式模块化UPS的安装调试也是在工厂就开始的。以标准化的模块为基础的UPS,在产品的设计、生产、制造过程中,可以制定统一的标准,让整套系统中的所有部件都能发挥出最佳性能,同时也可避免因兼容问题而出现的系统故障。
机架式模块化UPS可以根据当前的业务需求进行配置,并且能在以后添加更多模块。这种系统的优化能力显著降低了总拥有成本。
模块化设计在重新配置功率以满足不断变化的业务需求方面,提供了极大的灵活性。在安装、升级、重新配置或移动模块化系统时,独立组件、标准接口以及简单的操作既节省了时间又节约了费用。
供电系统实现随需应变
机架式模块化UPS与传统UPS相比有相当大的优势。它的优势有主要有以下三个方面:
安装简单,扩容方便,节约投资。
机架式模块化UPS使供电系统能随需应变,让容量随着业务的发展而实现"动态成长"。既满足了后期业务的扩展需求,又降低了用户的初期购置成本。
并联冗余,运行稳定,可靠性高。
在机架式模块化UPS中,功率模块部分是并联冗余的,每个模块都配有输入、输出保险和输入、输出继电器,任一个模块发生故障,不影响整个系统工作。
在传统UPS产品中,用户保障安全一般采用的是"1+1"或"N+1"并联冗余方式,只能容错一次。在机架式模块化UPS系统中,用户只需要购买相应的功率模块,即可实现"N+X"的故障冗余。"模块化冗余并联结构"比传统UPS更为可靠。
维修方便,在线处置,可用性高。
传统UPS需要专业技术人员到现场维修,模块化UPS所有模块都允许热插拔,用户可以介入维护,直接在线更换UPS备用模块。
机架式模块化UPS在功率器件技术和制造工艺方面继承了传统UPS技术发展的成果,但在系统架构方面,以多模块并联为基础,不仅实现了系统模块的热插拔,而且更好地处理了系统模块独立运作、相互协作和平稳转换的关系。
机架式模块化UPS比较有代表性的结构有两类。
一类是功率模块化UPS。功率模块化机架式UPS由机架加功率模块构成,功率模块中包括传统UPS的整流、滤波、充电、逆变器等部分。但静态旁通与系统的部分监控和显示共用一个机架的。各模块独立控制并联运行,机柜上部的显示控制模块仅作为用户开关UPS主机和进行网络化监控平台。
另一类是完全模块化UPS。该类机架式模块化UPS由机架加单体模块构成,每个单体模块内都装有整个UPS电源与控制电路,包括整流器、逆变器、静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板。每个UPS模块均有独立的管理系统。
就相对的电力电子技术和元器件发展水平而言,两类结构各有优势,也都有很出色的代表性产品,都可提供采用先进的分散并联技术,使UPS系统不受集中控制技术中的可靠性限制,避免瓶颈故障的发生,提供N+X并联冗余功能的模块化并联系统。