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从式(1)中可以看出,提高系统可用性有两个途径:提高电源的平均无故障时间和缩短平均修复时间。经过分析总结,可以通过以下几个方面提高UPS可靠性。
(1)元器件的选用;
(2)UPS的拓扑结构;
(3)UPS的制造工艺;
(4)冗余技术。
一般情况下,当机器的质量达到一定程度后,再增大平均无故障时间的代价较大,而且效果也不太显著(因为不能将平均无故障时间做到无穷大)。然而缩短平均修复时间的效果却比较明显,如果平均修复时间缩短为零(这种可能性是存在的,而且也不难实现),那么可用性就是100%。
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模块化UPS可以认为是一个具有多重冗余结构的可扩充、可快速修复的模块化系统，系统主要包含以下组成部分：输入配电、输出配电、N+1功率转换模块、N+1电池模块、1+1控制管理模块、集中静态旁路、维护旁路。
功率模块在物理结构上是一个完整的可插拔更换的单元，应具备完整的AC/DC、DC/DC和DC/AC转换以及不停电供电控制功能，在配置输入输出配电和相应电压的电池后，就是一台UPS；把电池分组是为了实现冗余功能，总容量由整台模块化UPS设计容量确定，在物理结构上每组电池构成一个独立的可插拔更换的单元；集中静态旁路在物理结构上也是一个可整体安装更换的单元，其容量等于整台模块化UPS设计输出容量；控制管理模块也是可插拔安装更换的，其功能主要有三个：第一个是整个系统工作状态信息的收集，如输入、输出电压等；第二是整个系统功能的控制，如系统并联逻辑控制，切入、切出旁路等；第三是作为系统与外界通信的接口。
这个电路结构的特点在于每台UPS有两个输入开关,一个普通断路器和一个ATS转换开关。普通断路器供UPS主电路使用,ATS供两台UPS的旁路用电,这样一来从输入开关上就增加了一层冗余保障,即使其中一路市电故障断电,仍能保证双电源设备的双路供电。这里只用了一个较大容量STS为单电源设备供电,与双机并联冗余相比,增加设备不多。如果采用分散小型STS结构方案,即采用容量和体积均较小且可安装在机柜内部的小型STS为设备切换供电,那么功耗、价格和占地面积还可以降低。
正常情况下,三台UPS中只有UPS1和UPS2工作,当一路市电故障(比如市电1)断电时,断电的这一路UPS1的输出就是通过ATS送过来的旁路市电(Bypass1),这样一来,双电源设备的两个输入就有一路是市电,有可能引入*。此时,UPS3开始显现其重要性,其作用就是排除由市电旁路带入到系统中的*,提供稳定的旁路输出,此结构同时也具有了串联热备份的功能。
从系统的拓扑结构中发现,双开关三单机双总线系统具有更佳的系统扩展性。一旦系统容量不能满足要求时,系统可以不用改变现有配线结构的情况下,通过增加UPS设备,可以平滑地扩展系统容量,
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