UPS电源的单机运行与双机并联运行研析

摘 要：因为社会的信息化发展，UPS开始的应用也越来越多，邮政、电信、移动、金融证券、医院、电力、军队、石化、工矿企业及各大院校等多个领域，其重要性是随着信息应用重要性的日益提高而增加的。当市电停电时，对负载继续供电.可保证计算机系统不丢失信息和数据，保证设备在停电时还能正常无误的运行。本文针对单台和两台并列运行的UPS电源进行分别介绍。

关键词：信息化：负载供电：不间断

UPS即不间断电源，是通过主机的逆变器等模块电路与蓄电池将直流电转换成交流稳定220v市电的设备。对于大部分用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电一切运行正常时候，ups可以将市电稳压，变成高质量的电能，为负载供电，一旦市电出现故障或中断时， UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变用零切换得转换速度来使负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对高电压或低电压都能提供保护。

1 单台UPS电源的正常运行方式与故障方式

正常运行状态下将市电交流的220v电源通过整流/充电器模块（A）将电源（1）（Mains 1）变为直流电用，又通过逆变器将直流电转变为高质量稳定的交流电，并且在直流电时候给予电池进行浮充电或强充电。

电池单元（D）在电源1，即是市电220v停电情况的下可以变成为逆变器提供后备电源；

逆变器模块（B）将整流/充电器或电池单元提供的直流电变换为三相交流电来为负载供电；

静态旁路模块（C）保证在逆变器停机（主机停止）或突然过负荷的同时将负载切换到电源2（Mains 2）。

维修旁路是将整个ups电源的主机进行全部隔离，完全用市电来进行为负载供电，不需要逆变和电池的参与。维修旁路的组成是三个手动开关（Q3BP、Q4S和Q5N）。

旁路运行

如果逆变器输出故障，通过静态开关自动将旁路电源接通。

当逆变器输出恢复后，其输出先与旁路同期，然后自动将全部负荷转换至逆变器。

整流器交流电源失电和恢复

一旦电源失电，整流器将自身与直流母线隔离。当电源恢复后，整流重新起动，自动向蓄电池均衡充电，同时向逆变器负荷供电。

图1 单台UPS的运行方式

2 两台并联UPS电源正常运行方式

图2 两台单机UPS的并联连接（冗余方式）

3 ups双机并联的冗余与单机运行的优点

①因为两台ups直接并联连接，没有主机和备机之分，在市电和系统正常运行时，两台ups均对负载供电，系统运行更有保障，当其中任何一台ups主机逆变器发生故障时，由另一台ups承当所有的负载，不会发生由于一台ups故障且不能切换到旁路供电时而发生的负载断电事故，所以系统的可靠性最高。②对于系统而言，我们前期可以不一次投资完成，后期可以增加投资，来增加系统的容量，而且，不用为了提高容量而更换掉旧的ups电源。③如果其中一台主机需要维修，我们不需要去切换主机到静态旁路，可以直接将负载全部由另一台ups来供电，并且负载会正常工作。④对于两台ups，我们在启动逆变器中，可以共用一组电池，因为在工作中电池处于浮充状态，只是在启动时候需要电池提供400v电源，而且，电池只有在停电时候提供电源，这样，两台就可以节省一组电池费用，并节省了占地空间。⑤当ups正常运行时，允许过载一台ups的功率（通过损失另一台ups的功率冗余来保证过载负载正常运行）。

4 ups双机直接并联的冗余运行方式的缺点

①技术复杂，不容易实现，不是所有的厂家都会生产，目前需要在同品牌的两台ups之间实现，产品选型范围小，有一定的局限性。

②由于采用了直接并联ups这项技术，需要对ups单机结构上进行技术改造，所以该运行方式不但多采用了一台ups，而且单台ups的造价也提高了，系统造价最高。

③两台ups共同运行，寿命相当，但每台ups只带约为本机容量一半的负载，设备利用率不高。

参考文献：

[1]邱关源（Qiu Guanyuan）.电路（第四版）（Electic circuit（4nd Edition））[M].北京：高等教育出版社（Beijing： Advanced Education Press），1999：313-333.