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模块化UPS较之传统UPS,它的安全性得到了进一步的提升,是安全级别高的供电解决方案。作为担负着数据中心安全的UPS供电系统,模块化UPS的高安全性必然会使其得到用户的认可。

   '系统模块化设计'是数据中心机房基础设施设计的重要理念和基本策略,数据中心机房设计建造中的很多问题都与系统模块化程度有关。模块化以及与之关系紧密的标准化,为数据中心带来了广泛的好处,它不仅简化了从初始规划到日常操作的每一个流程,还显著改进了数据中心商业价值的所有三个主要组成部分——可用性、适应性和总拥有成本。

   模块化UPS是可用性级别高的模块化系统,引领着数据中心基础设施设计建造的理念和方向。可修复和可快速修复功能是提高系统可用性的关键,“系统模块化”是可修复和可快速修复的根本条件,以供电系统为例,UPS设备是整个供电系统中可靠性薄弱的环节,于是,数据中心设计者首先把模块化设计理念用在UPS供电系统的设计中,把冗余容错和插拔修复技术同时应用到一台UPS中,这就是当前已在市场上广泛推广应用的“模块化UPS”。


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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UPS冗余并机系统的工作原理,不难发现其优点:

(1)由两台UPS平均分担负载电流,减轻供电系统设备负担,提高系统稳定性;

(2)过载能力强,容量是单台UPS的两倍,能提供更大的设备负载和过电流能力;

(3)虽然UPS单机的MTBF(平均无故障时间)普遍已达到了几十万小时,但并机系统仍能大幅提升系统可靠性。

应用“1+1”UPS冗余单总线供电系统的确带来了不少的好处,但通过仔细的分析,还是可以看到该系统存在的一些问题:

(1)市电输入。以来自不同变压器的双路市电输入为例,双机冗余并联时一般是利用ATS将双市电互投为一路输出,两台UPS共用一条输入总线,从而在输入端形成了“单点瓶颈”故障隐患,如图2所示。例如,原来以市电1为主电源,市电2为备用电源,此时ATS通常就接通市电1到UPS组。当市电1停电时,ATS断开市电1而将市电2转为UPS组输入。正常情况下,只要有一路市电正常,ATS通过电源切换都能保证UPS组输入正常。但如果ATS发生故障,无法实现转接功能时,其后的UPS组失去输入电压,UPS在电池组放电终了后因低电压保护自动关闭运行,终将导致机房负载全停。

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