UPS并機(jī)邏輯控制板的功能

1、并機(jī)邏輯控制板的功能

當(dāng)容量相同的UPS直接并機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須在所并各UPS中設(shè)置具有通信和調(diào)控功能的邏輯控制電路，即在并機(jī)時(shí)單獨(dú)在每臺(tái)機(jī)器中設(shè)置一塊具有此功能的控制板，并用通信線將兩者連接起來。有的機(jī)器的主機(jī)板上已預(yù)先配置了這個(gè)功能，并機(jī)時(shí)只要用通信線將兩者連接起來即可。并機(jī)邏輯控制板完成以下4種調(diào)控功能。

利用分別位于兩臺(tái)UPS單機(jī)中的并機(jī)邏輯控制板之間的頻率和相位比較調(diào)控母線獲得兩臺(tái)UPS之間頻率差和相位差比較信號(hào)，并據(jù)此從并機(jī)邏輯板上獲得對(duì)UPS逆變器執(zhí)行頻率和相位微調(diào)的控制命令，從而使得各臺(tái)UPS在同時(shí)同步跟蹤同一市電的過程中，將它們的逆變器輸出的相位差調(diào)整到最小。

利用分別位于各臺(tái)UPS單機(jī)中并機(jī)邏輯控制板之間的電流調(diào)控母線獲得各臺(tái)UPS輸出電流的不平衡信號(hào)，并據(jù)此從并機(jī)邏輯板上獲得對(duì)各臺(tái)UPS逆變器的輸出電壓幅值進(jìn)行微調(diào)的控制信號(hào)，從而將各臺(tái)UPS輸出電壓幅度差值調(diào)整到最小。

利用位于并機(jī)邏輯控制板中的環(huán)流檢測(cè)電路，隨時(shí)檢測(cè)可能出現(xiàn)的環(huán)流的幅值大小和流動(dòng)方向。如果該供電系統(tǒng)中的某臺(tái)UPS因故障而導(dǎo)致兩臺(tái)UPS之間環(huán)流異常增大時(shí)，在控制電路的管理下會(huì)自動(dòng)將有故障的UPS從并機(jī)系統(tǒng)中脫出，以確保UPS并機(jī)系統(tǒng)繼續(xù)向用戶提供高質(zhì)量的電源。

并機(jī)邏輯控制板擔(dān)負(fù)著收集并傳遞各臺(tái)UPS的運(yùn)行模式和運(yùn)行數(shù)據(jù)的任務(wù)，以保證整個(gè)并機(jī)系統(tǒng)始終自動(dòng)地選擇最佳運(yùn)行模式，在市電正常、市電掉電、負(fù)載過載、電池逆變和冗余的一臺(tái)UPS出現(xiàn)故障等各種狀態(tài)下，完成系統(tǒng)中各臺(tái)UPS工作狀態(tài)的協(xié)調(diào)，以及上面講到的并機(jī)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

2、并機(jī)控制柜的功能

當(dāng)系統(tǒng)是多機(jī)直接冗余并機(jī)時(shí)，就需要增加公共靜態(tài)旁路并機(jī)柜，采用并機(jī)柜的目的是為了解決采用分散交流旁路供電技術(shù)的多機(jī)冗余UPS配置方案中所出現(xiàn)的位于各個(gè)分散的交流旁路靜態(tài)開關(guān)不均流帶載的問題。它用另一個(gè)專門的系統(tǒng)靜態(tài)旁路并機(jī)控制柜來取代分散交流旁路供電通道。位于該系統(tǒng)旁路并機(jī)控制柜內(nèi)的并機(jī)邏輯板可利用其頻率母線調(diào)控電路和電流母線調(diào)控電路，使各臺(tái)UPS單機(jī)的逆變器輸出總是處于同相位、同頻率和均流向負(fù)載供電的良好運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)UPS供電系統(tǒng)因故出現(xiàn)從逆變器電源供電轉(zhuǎn)交流旁路供電時(shí)，市電電源將通過位于并機(jī)控制柜中的一套集中的交流旁路靜態(tài)開關(guān)來向負(fù)載供電，而不會(huì)出現(xiàn)采用分散交流旁路供電技術(shù)的多機(jī)直接并機(jī)配置時(shí)所出現(xiàn)的由多套交流旁路靜態(tài)開關(guān)同時(shí)向負(fù)載供電而產(chǎn)生的不均流帶載問題。

此外，采用系統(tǒng)靜態(tài)旁路柜方案帶來的另一個(gè)好處是，我們可從它的顯示屏上同時(shí)讀取整個(gè)UPS供電系統(tǒng)和各臺(tái)UPS單機(jī)的所有運(yùn)行參數(shù)，從而提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。并機(jī)控制柜的設(shè)置限制了直接并機(jī)冗余系統(tǒng)的擴(kuò)容功能，因?yàn)椴C(jī)控制柜的集中靜態(tài)旁路開關(guān)的電流容量是根據(jù)系統(tǒng)容量量身制做的，當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)容時(shí)，必須重新更換新的并機(jī)控制柜，使擴(kuò)容工作變得很復(fù)雜。所以是否設(shè)置并機(jī)控制柜，要視所采用的UPS旁路通道的性能而定，主要看單臺(tái)UPS靜電旁路開關(guān)的電流容量和靜態(tài)阻抗情況。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入由各臺(tái)UPS的旁路并聯(lián)向負(fù)載供電的狀態(tài)時(shí)，其電流均衡度主要取決于旁路通道上的接點(diǎn)接觸電阻、連線電阻、可控硅器件的通態(tài)管壓降和動(dòng)態(tài)體電阻等參數(shù)的差別，在滿載情況下，電流均衡度在5%~10%，輕載時(shí)不平衡度還要加大。如果靜電旁路開關(guān)的電流容量不夠大，那么多臺(tái)直接并機(jī)時(shí)就必須額外配置并機(jī)柜;如果靜電旁路開關(guān)的電流容量足夠大，例如是負(fù)載額定電流容量的5~10倍，則在5臺(tái)以上并聯(lián)時(shí)才需要配置并機(jī)控制柜。這樣，在大多數(shù)"1+1"和"2+1"并機(jī)時(shí)就可以不用公共靜態(tài)旁路并機(jī)柜，不僅可降低系統(tǒng)成本和節(jié)省機(jī)房空間，還為系統(tǒng)擴(kuò)容量帶來方便。

根據(jù)上面的介紹，我們可以總結(jié)出并聯(lián)冗余或"N+I"系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn):

1.由于在一個(gè)UPS模塊出現(xiàn)故障時(shí)有其他冗余容量可用，因此該方案的可用性要高于

"N"配置;

2.可根據(jù)電力需求的增長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)展。在同一裝置中可以同時(shí)配置多個(gè)單元模塊;

3.硬件的布置不僅設(shè)計(jì)概念簡(jiǎn)單，而且成本低廉。

缺點(diǎn):

4.兩個(gè)(或N+1個(gè))模塊必須采用相同的設(shè)計(jì)、相同的制造商、相同的額定值以及相同的技術(shù)與配置;

5.UPS系統(tǒng)的上游與下游仍存在單故障點(diǎn);

6.在UPS、電池或下游設(shè)備維護(hù)期間，負(fù)載處于無(wú)保護(hù)電源下(通常，這種情況每年至少會(huì)發(fā)生一次，而且往往會(huì)持續(xù)2~4h);

7.由于各個(gè)UPS設(shè)備的利用率均低于額定用量，因此運(yùn)營(yíng)效率較低;

8.所并各臺(tái)需要一個(gè)邏輯控制總線，以保證各臺(tái)同幅、同頻、統(tǒng)相，并完成冗余并機(jī)功能，因而存在單路徑故障點(diǎn);

9.并機(jī)臺(tái)數(shù)增多時(shí)，大多數(shù)制造商都需要外部靜態(tài)開關(guān)和并機(jī)控制柜，否則系統(tǒng)轉(zhuǎn)旁路時(shí)，負(fù)載將分配不均，波動(dòng)范圍高達(dá)15-20。這不僅增加了設(shè)備的成本，還使系統(tǒng)復(fù)雜化;

10.系統(tǒng)仍需要一個(gè)公共的外部維修旁路。

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