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双总线UPS供电系统的分析与实践
前言
UPS(Uninterruptible System Power,UPS) 直译为不间断电源系统,通常安装在配电柜与各负载配电柜彼此之间,确保电子计算机系统在断电后可持续作业,保证用户能够将关键数据及时存盘,避免停电引发的数据丢失和工作失误情况,提高用电安全性和可靠性[1].为了进一步改善供电系统电路故障问题,优化配电方式,笔者就不同UPS 供电配置方式的特点展开了下述研究.
一、串联热备份方案
串联热备份方案主要采用线式工作模式进行双台UPS 设备连接,在运行过程中一旦主机出现故障,则可快速转换至旁路中,经逆变器确保供电,防范停电事故发生[2].该方案在实践中具有安装简便、运行可靠的优势,然而系统本身扩容性较低,一旦主机和辅机出现老化或是工作状态不一时,则会导致逆变器发生损坏情况,影响供电系统正常运行.
二、冗余并联方案
冗余并联方案主要通过应用多台(2 台以上)UPS 设备实现线路并行效果,各部分均配备有负载电流,无主从关联,当某台UPS 设备发生故障时,该线路则会自动退出,对整体的供电效果并不会产生明显影响[3].该方案在实际应用中具有扩容方便、系统寿命高、可靠性强等优点,但是由于系统线路相对复杂,一旦操作过程中存在失误现象,则极有可能引发供电中断事故,影响供电稳定性.
三、总线UPS 供电方案
双总线UPS 采用双路输入和输出母线配置方式,具体内容如下所示.
3.1 输入电路
该线路包括柴油发电机组、供电母线、母联开关、和自动切换开关等元件部分.为了提高配电网供电安全性,市电来源于两处不同的变电所,分别利用两电源,经过母联开关与电源母线Ⅰ和电源母线Ⅱ相连接,当其中一条市电线路出现故障时,故障线路的母联开关会随之断开,由另一路完好线路继续供电,当故障线路经过维修恢复正常后,原线路会重新投入使用.若出现特殊事件,导致两路线路同时中断,则两线路的自动转换开关会分别切换至系统配备的柴油发电机上,保持线路正常供电.在自动转换开关切换过程中,为了错开自动开关切换时间,防止柴油发电机重复启停,可预设母联开关的具体整定时间,通常将其设置为2s,两路自动转换开关的整定时间分别设为5s 和10s.
3.2 UPS 电路
该电路主要包含两台UPS 设备( 双变换式),并配备有同步控制系统(Load Bus Synchronizer,LBS ),同时设置有相应的主机电源、维修旁路开关、静态旁路等部件.在电路日常运行情况下,两台UPS 设备可分别通过主机电源获取电力支持,经过交流和直流电转换维持稳定的电力输出状态,输出50Hz 的纯净正弦交流电.而在电力输出过程中,LBS 系统主要是为了保证双台UPS 设备工作的同步性,保证主线路、旁路及电池模式在该系统的统一管控下,实现同步作业,提高供电稳定性.在UPS 电路实际运用中,其中一条线路为主线路,另一条为从属线路,线路属性划分需要根据软件预设系统进行任务设置.
3.3 输出电路
该线路包括两路输出供电总线及负功切换模块(LoadTraner Module,LTM),为了确保UPS 双总线输入电力的可靠性,输出电源在系统运行中必须保证同步运行状态,要求两路总线的输出电源必须与各相电压值相符,尽量减小二者的相位差.
LTM 作为提高线路运行可靠性的重要组件,其内部包括双路电源、内部断路器开关、外置断路器开关、静态开关和公用输出开关等组件,保证系统稳定运行.当线路因“优先供电电源”停电、频率或电压出现超负荷故障时,即可通过LTM 试试切换操作,减少双总线大环流对备用电源的损坏程度.目前,网络设备对于供电所产生的“瞬间供电中断”容限值通常＜ 20ms,为了减少LTM 切换对电源设备的冲击,通常预设的切换时间为4s.
四、总结
综上所述,目前UPS 在配电网络和计算机系统中得到广泛应用,这是因为它可有效发挥应急作用,防范断电事故引发的数据丢失情况出现,同时还能够有效避免配电系统出现瞬时低压或高压现象出现,确保供电质量.
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