2019年09月18日  星期三

解決方案 / Solutions

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冗余并機解決方案

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·應用領域:

■關鍵任務應用;

■實時過程控制;

■互相關聯的大型網絡;

■關鍵負載高速數據處理;

■停電故障會付出昂貴的代價。

·方案特點:

■可擴展性:可按需要隨時擴展冗余并機系統,輕松實現N+1冗余并機方式運行;

可靠性:任何一臺UPS出現故障,該臺UPS自動退出運行,剩余UPS自動承擔全部負載,保障系統正常運行;

■可用性:其中一臺UPS出現故障不影響系統運行,無需停機等待修復,有效提高平均無故障時間,最大限度的保護負載正常運行。

·兩臺UPS冗余并機方案:

為了容易分析,在這里只用兩臺UPS1+1冗余并機,如圖1所示。后面的所有負載之和小于100kVA,兩臺UPS的輸出電壓在輸出配電柜內直接并機,然后再通過開關Q給負載供電。如果遇到雙電源負載就可以分別從輸出配電柜上各引一路到負載,同時滿足雙電源輸入的條件,如圖中Q3Q4所示。


·兩臺UPS冗余并機供電的可靠性分析:

為了對可靠性有一個大略的數值概念,在這里只對UPS本身的并機進行討論,至于那些必不可少的斷路器開關,不論用什么方式供電都是必不可少的,大家都一樣,所以暫不考慮,在這里只討論有區別的部分。假如每臺UPS的可靠性r=0.99,為了簡單起見,暫認為兩臺UPS的可靠性相等,就可做出雙機1+1冗余并機供電的可靠性模型圖,如圖2所示。

此時,這個供電系統的可靠性就是R2:



不可靠性Q=1-可靠性=1-0.9999=0.0001,不可靠性是萬分之一,故障率也大約是萬分之一。即雙機冗余并機后,使系統的可靠性提高了兩個數量級。其原因是它可以使可用性表達式中的平均修復時間MTTR減到最小。

另外,雙機冗余并機結構的系統有一個突出優點,就是過載能力特強,具有2倍UPS單機的過載能力。

·UPS冗余并機基本工作原理:

正常運行狀態:

負載由UPS A和UPS B的整流器--逆變器來供電,同時向各自的電池組充電,每臺UPS的逆變器各帶50%的負載運行。

UPS在線維護:


當其中一臺UPS故障時(例如UPS A)會自動退出運行,由剩下的一臺UPS帶100%負載運行。對故障的UPS可通過斷開其Q1、Q2、Q3、Q4和Q5等隔離開關進行安全地維修,維修之后再投入運行,其狀態如上所述。

即使在UPS沒有發生故障時也可利用這種狀態對其內部進行維護保養,例如:清掃灰塵、緊固聯接件、檢測或更換電池等。

·UPS冗余并機方案圖:

運行示意圖

供電原理圖

 

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