串聯(lián)熱備份冗余供電系統(tǒng)

1、主機從機型“串聯(lián)熱備份”冗余供電系統(tǒng)配 置 方 案UPS內(nèi)部系統(tǒng)方框圖維修旁路靜態(tài)開關(guān)旁路輸入逆變器整流器 SW 輸出 電池整流器輸入 手動旁路維護開關(guān) 注：UPS在作為單機工作時，旁路輸入端與整流器輸入端是連接在一起。一 串聯(lián)熱備份冗余系統(tǒng)對UPS電源的要求該品牌UPS電源的輸入必須為兩路輸入，即有獨立的旁路輸入和整流器輸入。二 主機連接方法1） 將1#UPS（作為從機）的輸入電源線接入配電盤的SW1空氣開關(guān)的下端口，輸出電源線接到2#UPS（作為主機）的旁路輸入接線端。2） 將2#UPS（作為主機）的整流器輸入電源線接入配電盤的SW2空氣開關(guān)的下端口，輸出電源線接到配電盤的輸出總開關(guān)上。3

2、） 連接好1#電池組和2#電池組后，將兩組電池組的電纜線（紅色為電池組正極，黑色為電池組負(fù)極）分別接到1#UPS和2#UPS的外接電池端口。注意：在連接電源連接線、電池連接線時，一定要將接線端子緊固，特別是在連接電池與電池的連接線時要特別注意。三 主從“串聯(lián)熱備份”冗余系統(tǒng)的連接示意圖1#UPS(從機)逆變器整流器逆變器2#UPS(主機)靜態(tài)開關(guān)Bypass 靜態(tài)開關(guān) Bypass電池整流器電池輸出 圖一 主從“串聯(lián)熱備份”冗余系統(tǒng)正常工作模式四 開機步驟：1） 先開從機閉合配電盤上的SW1開關(guān),送人市電電源到1#UPS（從機）的輸入端,再閉合該UPS的輸入開關(guān)，然后啟動逆變開關(guān)。1#UPS（

3、從機）處于正常的在線工作模式。同時1#UPS（從機）輸出送到2#UPS（主機）的旁路輸入端。2） 再開主機閉合配電盤的SW2開關(guān),送人市電電源到2#UPS（主機）的整流器輸入端,再閉合該UPS的輸入開關(guān)，然后啟動逆變開關(guān)。2#UPS（主機）處于正常的在線工作模式。如圖一。至此，主機從機型“串聯(lián)熱備份”冗余供電系統(tǒng)處于正常的在線工作模式。五 關(guān)機步驟：1） 先關(guān)主機關(guān)閉逆變器，主機處于旁路運行模式。2） 再關(guān)從機關(guān)閉逆變器，從機處于旁路運行模式。此時，主從型“串聯(lián)熱備份”冗余供電系統(tǒng)處于旁路運行模式。如圖二。六 主從“串聯(lián)熱備份”冗余系統(tǒng)的工作原理1 供電系統(tǒng)正常時：a) 串聯(lián)熱備份系統(tǒng)中主機（

4、1UPS）和從機（2UPS）均無故障，負(fù)載無過載情況，則主機為負(fù)載提供電源，從機處于空載運行，為主機旁路提供電源，主從串聯(lián)熱備份冗余供電系統(tǒng)處于正常的在線工作模式。如圖一。b) 串聯(lián)熱備份系統(tǒng)中主機（1UPS）和從機（2UPS）均無故障，負(fù)載出現(xiàn)過載情況時，主機在發(fā)出過載故障報警的同時靜態(tài)旁路開關(guān)自動的不間斷的切換到旁路工作模式，也就是從機的逆變器輸出，同樣從機也檢測到過載情況，為保護逆變器也由靜態(tài)旁路自動切換到旁路工作模式。此時串聯(lián)熱備份系統(tǒng)處于旁路供電模式（如圖二）。 注意： 過載量若超過UPS容量的110%而小于125%，則負(fù)載由串聯(lián)熱備份系統(tǒng)旁路系統(tǒng)供電，也就是處于市電電網(wǎng)供電，此時電

5、網(wǎng)中存在的各種因素都會影響負(fù)載的正常工作。 過載量若超過UPS容量的125%時，則旁路系統(tǒng)的保護裝置會自動動作（如保險絲會熔斷、繼電器自動跳開），串聯(lián)熱備份系統(tǒng)輸出中斷，負(fù)載掉電。1#UPS(從機)整流器逆變器 2#UPS(主機)靜態(tài)開關(guān)Bypass 靜態(tài)開關(guān) Bypass電池逆變器整流器輸出電池 圖二 負(fù)載異常時，主從“串聯(lián)熱備份”冗余系統(tǒng)的旁路工作模式c) 負(fù)載正常，串聯(lián)熱備份系統(tǒng)中若主機出現(xiàn)故障（如過熱、DC過壓、逆變器欠壓、過壓、逆變器硬件故障等）時，則主機在發(fā)出相應(yīng)故障報警的同時主機的靜態(tài)旁路系統(tǒng)會自動將輸出切換到旁路模式，而主機的旁路輸入是從機的逆變器輸出，也就是說此時負(fù)載已由從機

6、輸出供電。如圖三注意：此時主從串聯(lián)熱備份相當(dāng)于單機系統(tǒng)（僅僅是從機）為負(fù)載供電，失掉了主從串聯(lián)熱備份的冗余功能。1#UPS(從機)整流器逆變器 2#UPS(主機)靜態(tài)開關(guān)Bypass 靜態(tài)開關(guān) Bypass電池 主機故障逆變器整流器電池輸出 圖三 主機出現(xiàn)故障時，主從串聯(lián)冗余系統(tǒng)的工作模式d) 負(fù)載正常，串聯(lián)熱備份系統(tǒng)中若從機出現(xiàn)故障（如過熱、DC過壓、逆變器故障等）時，從機在發(fā)出相應(yīng)故障報警的同時會自動切換到旁路工作模式，也就是說主機的旁路輸入實際上是市電電源。此時只有主機正常工作為負(fù)載提供電源。如圖四 注意：此時主從串聯(lián)熱備份冗余供電系統(tǒng)相當(dāng)于單機系統(tǒng)（僅僅是主機）為負(fù)載供電，失掉了主從串

7、聯(lián)熱備份的冗余功能。1#UPS(從機)整流器逆變器 2#UPS(主機)靜態(tài)開關(guān)Bypass 從機故障 靜態(tài)開關(guān) Bypass電池 逆變器整流器輸出電池 圖四 從機出現(xiàn)故障時，主從串聯(lián)冗余系統(tǒng)的工作模式2 供電系統(tǒng)異常（如停電、電壓過高、電壓過低等）時：串聯(lián)熱備份冗余供電系統(tǒng)中從機在發(fā)出市電故障報警的同時切換到電池逆變輸出供電模式，為主機旁路輸入提供電源；主機同時也切換到電池逆變輸出模式為負(fù)載提供正常工作電源。市電系統(tǒng)異常時，主從“串聯(lián)熱備份”冗余系統(tǒng)中主機和從機均處于電池工作模式。如圖五 當(dāng)主機電池放電到最低電壓保護點時，主機無間斷的切換到旁路狀態(tài)，從而將負(fù)載轉(zhuǎn)換到從機輸出，由從機電池逆變輸出

8、為負(fù)載提供電源。直到從機電池耗盡而自動關(guān)機。1#UPS(從機)整流器 2#UPS(主機)靜態(tài)開關(guān)Bypass 靜態(tài)開關(guān)逆變器 Bypass電池逆變器整流器輸出電池 圖五 市電系統(tǒng)異常時，主從“串聯(lián)熱備份”冗余系統(tǒng)的電池工作模式在串聯(lián)熱備份冗余供電系統(tǒng)主機和從機均處于電池逆變模式時：如圖五a) 負(fù)載容量大于100%而小于115%時，主機電池逆變模式工作10分 鐘左右便切換到旁路，從而將負(fù)載轉(zhuǎn)換到從機輸出，由從機電池逆變輸出為負(fù)載供電，從機工作10分鐘左右便切換到旁路，從而使輸出中斷。b) 負(fù)載容量大于115%時，主機迅速切換到旁路，同時從機也迅速切換到旁路，從而使輸出中斷。負(fù)載掉電。注意： 在市

9、電供電系統(tǒng)異常時，負(fù)載的容量萬萬不可超過UPS容量的100%。c) 負(fù)載正常，串聯(lián)熱備份系統(tǒng)中若主機出現(xiàn)故障時，則主機在發(fā)出相應(yīng)故障報警的同時靜態(tài)旁路系統(tǒng)會自動將輸出切換到旁路模式，從而由從機為負(fù)載供電（如圖六），直至從機的電池耗盡而自動關(guān)機。負(fù)載掉電。在此過程中串聯(lián)熱備份系統(tǒng)完全失去冗余，相當(dāng)于單機的電池逆變輸出工作模式。1#UPS(從機) 2#UPS(主機)靜態(tài)開關(guān)Bypass 靜態(tài)開關(guān)整流器逆變器 Bypass電池 主機故障逆變器整流器輸出電池 圖六 市電系統(tǒng)異常，主機出現(xiàn)故障時，主從串聯(lián)冗余系統(tǒng)（從機）的電池工作模式d) 負(fù)載正常，串聯(lián)熱備份系統(tǒng)中若從機出現(xiàn)故障時，則從機在發(fā)出相應(yīng)故障

10、報警的同時關(guān)閉輸出。此時，僅僅只有主機在電池逆變輸出模式下為負(fù)載供電（如圖七）。熱備份系統(tǒng)完全失去冗余，相當(dāng)于單機的電池工作模式。1#UPS(從機)整流器逆變器 2#UPS(主機)靜態(tài)開關(guān)Bypass 從機故障 靜態(tài)開關(guān) Bypass電池逆變器整流器輸出電池 圖七 市電系統(tǒng)異常，從機出現(xiàn)故障時，主從串聯(lián)冗余系統(tǒng)（主機）的電池工作模式備注：文中有下劃線的數(shù)據(jù)以各UPS生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)為主。七 附錄A：主機-從機串聯(lián)熱備份系統(tǒng)雙電池組冗余切換裝置規(guī)劃圖:該裝置主要解決主從串聯(lián)熱備份冗余系統(tǒng)中，在供電系統(tǒng)異常（此時，主從“串聯(lián)熱備份”冗余系統(tǒng)中主機和從機均處于電池工作模式），當(dāng)主機（或從機）出現(xiàn)故障時，由于主機（或從機）會切換到旁路，致使相應(yīng)的電池組不能被充分利用，利用此裝置切換可以將兩組電池組并聯(lián)在一起，從而增加后備延時時間。附錄A：主機-從機串聯(lián)熱備份系統(tǒng)雙電池組冗余切換裝置規(guī)劃圖：TO 1#UPSTO 2#UPS 正極 負(fù)極 正極 負(fù)極 K1 K2SW 正極 負(fù)極 正極 負(fù)極FROM 1#電池組FROM 2#電池組UPS 備注： K1為1#UPS（從機）的電池開關(guān)K2為2#UPS