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這種逆變器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是給用戶提供了真正的隔離電源，具有諧波抑制作用，可以提高單相負(fù)載過載能力；缺點是輸出三相電壓相互耦合無法獨立控制以及裝置體積大。

UPS電源系統(tǒng)的可靠性通?？梢允褂肕TBF（平均故障間隔時間，或者平均無故障工作時間，以小時表示）來表示，此外還有一個更加容易理解的指標(biāo)AFR（年失效率）。AFR和MTBF成反比關(guān)系，也就是AFR=8760/MTBF。因此MTBF越長，則年失效率越低。

UPS電源是工業(yè)領(lǐng)域用來對負(fù)載進(jìn)行斷電保護(hù)的關(guān)鍵設(shè)備。對于斷電保護(hù)，針對不同的負(fù)載應(yīng)用，又有兩種類型。一種是普通的電腦類設(shè)備，當(dāng)斷電發(fā)生時，UPS電源需要為負(fù)載提供幾分鐘到十幾分鐘的后備供電時間。在這段后備時間之內(nèi)，負(fù)載設(shè)備會進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲等動作以防數(shù)據(jù)丟失，之后負(fù)載就會關(guān)機(jī)。在UPS達(dá)到后備時間之后負(fù)載仍然會斷電，但這不會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。另外一種是在數(shù)據(jù)中心，以及工業(yè)應(yīng)用之類的場合，對UPS的要求就是真正的不斷電，UPS系統(tǒng)必須提供整年每天24小時的連續(xù)供電。本文對可靠性與可用性的討論就是針對這種情況。

電源系統(tǒng)的可靠性通常可以使用MTBF(平均故障間隔時間，或者平均無故障工作時間，以小時表示)來表示，此外還有一個更加容易理解的指標(biāo)AFR(年失效率)。AFR和MTBF成反比關(guān)系，也就是AFR=8760/MTBF。因此MTBF越長，則年失效率越低。

對于可維修的系統(tǒng)來說，還有一個可用性的指標(biāo)，其定義是A=MTBF/(MTBF+MTTR)其中A是一個百分比指標(biāo)，MTTR值得是平均故障修復(fù)時間。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可以非?？焖俚幕謴?fù)，那么系統(tǒng)的可用性指標(biāo)就比較高。對于電網(wǎng)這類對象來說，使用可用性指標(biāo)可以更加直觀的衡量其可靠程度。而對于在關(guān)鍵場合經(jīng)常使用并聯(lián)冗余配置來說，可用性指標(biāo)比可靠性指標(biāo)更具有現(xiàn)實意義。

可靠性/可用性指標(biāo)都是統(tǒng)計意義上的概念，一個電源系統(tǒng)的可靠性/可用性與構(gòu)成系統(tǒng)的各個模塊的可靠性/可用性之間也存在統(tǒng)計意義上的關(guān)聯(lián)。

假設(shè)電源系統(tǒng)中存在兩個電源模塊，而這兩個模塊是并聯(lián)工作的，其中一個和另外一個是互相獨立的。

那么考察這兩個模塊組合起來的系統(tǒng)的可用性Asys與每個模塊各自的可用性A1與A2的關(guān)系就有Asys=1–(1–AFR1)×(1–AFR2)另外一種可能是系統(tǒng)中這兩個模塊是串聯(lián)的。

那么這兩個模塊組合起來的系統(tǒng)的可用性Asys與每個模塊各自的可靠性A1，A2的關(guān)系就有

Asys=A1×A2

由于可用性肯定是處于0～1之間的數(shù)值，因此兩個并聯(lián)模塊的總體可用性要高于各自的可用性，而兩個串聯(lián)模塊的可用性要低于各自的可用性。

UPS電源的可靠性

從單個UPS的設(shè)計來說，可以把整個產(chǎn)品按照模塊進(jìn)行劃分。

從圖中可以看到，UPS各個模塊之間的依賴關(guān)系比較復(fù)雜，但是還是可以分出串并聯(lián)的關(guān)系如下：

輔助電源與所有其他模塊都是串聯(lián)的，因此輔助電源的可用性直接限制了系統(tǒng)能夠達(dá)到的高可用性等級;

控制模塊與除輔助電源之外的其他模塊也都是串聯(lián)的，因此控制模塊的可用性也會直接影響到系統(tǒng)總體可用性設(shè)計;

對于負(fù)載端來說，能夠直接相連的只有旁路模塊與逆變模塊，而這兩個模塊是并聯(lián)的;

PFC/整流模塊與電池升壓模塊是并聯(lián)的，之后再與逆變模塊串聯(lián);

從能源提供者來講，這里旁路電源與市電電源是兩路獨立的電源，而電池能源是由市電經(jīng)過充電模塊提供的。如果充電模塊故障的話電池就沒有能量存儲，實際上也無法實現(xiàn)正常的UPS功能，因此市電—充電模塊—電池也是串聯(lián)的。

從這一路徑關(guān)系里可以看到，總共存在3條并聯(lián)的路徑，而每一條路徑各自又是由數(shù)個模塊串聯(lián)起來的。正與前面分析的一樣，輔助電源與控制模塊的可用性是串聯(lián)在所有通路上的，因此如果這兩者設(shè)計有缺陷的話UPS的可用性是無法做的很高的。電池回路串聯(lián)有多的模塊數(shù)量，也是可用性低的一條路徑。

要提升系統(tǒng)的可用性首先要提升關(guān)鍵路徑的可用性。從路徑圖上可以看到就是控制模塊與輔助電源。輔助電源是整個UPS的關(guān)鍵點，如果輔助電源不工作整個UPS都將癱瘓。提升輔助電源可用性的方式可以有很多種方案：一種是改進(jìn)設(shè)計，提升MTBF;一種是對輔助電源也適用并聯(lián)冗余設(shè)計，提升可用性;再一種是對UPS的三條可用性路徑分別使用不同的輔助電源，相當(dāng)于把原來完全串聯(lián)的路徑改成并聯(lián)。在UPS設(shè)計中可以混合使用這幾種方式，由于上面三條可用性通路是并聯(lián)的，而旁路通路本身是可用性高的一條，因此為推薦的設(shè)計就是優(yōu)先提升旁路的可用性，對旁路單獨使用一套輔助電源供電，并且這套電源的盡量采用簡單的設(shè)計，以擁有高的MTBF。

控制模塊同樣也是影響到所有路徑的關(guān)鍵點，也必須擁有高的可用性。參照輔助電源的處理方法，也可以給相對獨立的旁路路徑配備單獨的控制模塊，并且通過與其余控制功能協(xié)調(diào)工作來達(dá)到高可用性的目的。同樣，旁路上的控制模塊也要盡量簡單，以提升可靠性。一種推薦的做法是旁路控制模塊不斷的檢測UPS主控制模塊的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)主控制模塊，則自動切換到旁路方式。此外，對于主控制模塊來說也可以通過冗余的方式來提升可用性，比如采用雙MCU結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個MCU檢測到另外一個MCU發(fā)生故障時可以接管另一個MCU的功能，或者采取緊急措施如轉(zhuǎn)旁路來保證負(fù)載不斷電。

對于UPS來說，電池是保證UPS能夠在市電或者旁路斷電發(fā)生時繼續(xù)維持供電的關(guān)鍵，但是串聯(lián)環(huán)節(jié)多，也恰恰是可用性為薄弱的環(huán)節(jié)。一般電池規(guī)格書里面會說明充電電流不要超過0.15CC，這就意味著電池在UPS滿載放電放完之后要用數(shù)倍的時間才能重新充滿，從這個意義上講其可用性一般都在20%以下。但是由于電池并不是連續(xù)工作的，只要在電池放完前市電恢復(fù)，在重新充電的過程中也沒有再發(fā)生斷電，那么負(fù)載仍然不會受到影響。從這方面來看，電池的可用性在只會發(fā)生短時間的斷電情況下還是很高的。

再重新來審視電池回路的可靠性，在電池與市電之間還有一個充電器模塊環(huán)節(jié)。如果充電器損壞則電池在一次放完電之后就無法再充回，導(dǎo)致下一次市電停電時負(fù)載斷電。但是充電器只是在電池需要充電時才會工作，因此如果能夠及時對充電器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)充電器異常時及時報警，就能夠避免充電器故障帶來的問題，從而提升整個UPS的可用性。對于電池也有一樣的手段。電池在使用多次之后也會面臨容量下降和失效的問題，但是如果能夠通過電池狀態(tài)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)電池失效并及時更換，也能夠有效提升UPS的可用性。

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第一、估算ups電源的功率

根據(jù)微機(jī)及其外部設(shè)備的用電功率，算出設(shè)備的總用電量。總用電量乘以安全系數(shù)，就是UPS電源的估算功率，安全系數(shù)一般取1.2-1.3為宜。

第二、國產(chǎn)和進(jìn)口UPS電源的選擇

在國產(chǎn)和進(jìn)口UPS電源的選擇沖，一般建議選用國產(chǎn)UPS電源。近幾年來，國產(chǎn)小型UPS電源在質(zhì)量上有很大的提高。選用國產(chǎn)小型UPS電源，一方面是對本國經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的支持，另一方面在維修上有很大的方便，如備件比較齊全，維修能力和維修速度比較滿意。進(jìn)口UPS電源一般質(zhì)量比較好，但是由于維修技術(shù)和備件存在困難，一旦發(fā)生故障，往往不能及時修復(fù)，長期擱置不能使用。國產(chǎn)UPS電源在工作性能方面，是比較符合國內(nèi)供電情況，如某些型號的U、UPS電源輸入電壓范圍比較寬，有穩(wěn)壓輸出功能，適應(yīng)我國某些供電條件差的環(huán)境。申國人民銀行電子化工程建設(shè)，提出采用國產(chǎn)UPS電源的方針，無疑是開了個好頭。教之中不知不覺

第三、在線式和后備式UPS電源的選擇

選用在線式還是后備式UPS電源，應(yīng)根據(jù)微機(jī)設(shè)備的需要和經(jīng)濟(jì)條件來定。如果經(jīng)濟(jì)條件好可選在線式UPS電源;如果經(jīng)濟(jì)條件差，但又不影響微機(jī)正常運行，后備式UPS電源也是可以選取的。

第四、長時間和短時間供電UPS電源的選擇

在長時間供電UPS電源和短時間供電UPS電源的選擇上，主要是看經(jīng)濟(jì)條件和使用的需要。經(jīng)濟(jì)條件好，可選用長時間的UPS電源，否則可以選短時間UPS電源外加小型發(fā)電機(jī)組作備用電源。

第五、了解UPS電源使用場地的供電狀態(tài)

在選型UPS電源之前，要了解UPS電源使用場地的供電狀態(tài)。一般UPS電源對市電輸入的要求是：輸入電壓38OV�1�710%、220V�1�710%;頻率50�1�70.5Hz。如果使用場地供電狀況低于這個標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)另選輸入范圍寬的UPS電源，也可以在UPS電源前端加置穩(wěn)壓電源或者電壓調(diào)節(jié)裝置。

第六、選用后備式UPS電源應(yīng)注意的問題

在選用后備式UPS電源時，應(yīng)特別注意電源的切換時間。切換時間，主要反應(yīng)在UPS電源的切換時間和微機(jī)對切換時間的要求。如果選擇不當(dāng)，在市電停電時還會造成微機(jī)停機(jī)，起不到apcups電源的作用。

第七、要“貨比三家”而擇優(yōu)選用

目前，小型UPS電源的生產(chǎn)銷售廠商很多，產(chǎn)品質(zhì)量良美不齊，價格差別也很大，因而，應(yīng)該多咨詢、多調(diào)查，要對不同產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和性能價格比進(jìn)行認(rèn)真比較;做到“貨比三家”擇優(yōu)選用。不是九方皋相馬

第八、選用進(jìn)口UPS電源應(yīng)注意的問題

有些進(jìn)口UPS電源輸入輸出的接線方式與我國不同，在選用時應(yīng)注意改進(jìn)的方法。美國的UPS電源，如保時(PulSe)，愛克賽(EXIDE)等型號UPS電源輸入輸出的接線方式和我國標(biāo)準(zhǔn)相反。簡單地說，我國單相供電是左零右火，而美國則是左火右零。另外，還要注意到美標(biāo)插座插頭的樣式和我國也不一樣。在美國國家標(biāo)準(zhǔn)插頭插座改為我國國家標(biāo)準(zhǔn)插頭插座時，應(yīng)注意內(nèi)部的接頭關(guān)系，不能簡單地調(diào)線。

第九、維修時便利也是選型的因素

UPS電源發(fā)生故障是正?，F(xiàn)象，在選型時，維修的便利，也是不可輕視的因素，否則會給使用中維修帶來不便。

電力調(diào)度中心要求交流不間斷電源(UPS)系統(tǒng)負(fù)責(zé)向調(diào)通中心和信息中心的系統(tǒng)設(shè)備和部分備用照明設(shè)備提供電源。考慮到供電負(fù)荷的特性、用電負(fù)荷容量以及可靠性等，就要采用UPS并聯(lián)冗余方式來確保對大樓各種工藝設(shè)備的供電。

由大樓的配電變壓器提供的兩路市電I和市電II首先經(jīng)過進(jìn)線電源切屏切換，輸出兩路交流電源，交流電源經(jīng)過隔離變壓器、UPS電源進(jìn)線屏輸入至UPS。采用輸入隔離變壓器一方面能提高輸入UPS電源的電能質(zhì)量、減少諧波，另一方面在浪涌、感應(yīng)過電壓等狀況發(fā)生時，可以對UPS電源及以后的用電設(shè)備在一定程度上起到保護(hù)作用。克魯泡特金的學(xué)

通過與客戶的溝通，提供與客戶要求相適應(yīng)的方案。兩臺ARIS系列UPS為300KVA的帶12脈沖隔離變壓器并聯(lián)運行，由兩路市電分別供電。若一路市電失電，電源進(jìn)線屏中的聯(lián)動開關(guān)自閉合，兩臺UPS由一路市電供電。

為了將來檢修維護(hù)方便，設(shè)置了一個大旁路，可以將整個UPS系統(tǒng)旁路，選用市電II作為旁路電源。

UPS電源設(shè)備屏布置在大樓21層的UPS電源室內(nèi)。電源屏內(nèi)和屏間采用三相四線銅排母線連接，盡量減少了不必要的開關(guān)。屏柜和屏內(nèi)設(shè)備性能可靠、穩(wěn)定性高。

遵化四通UPS電源不間斷UPS電源總代理采用UPS電源共用蓄電池組的方式，即在一臺UPS電源故障或檢修時，可以將它的蓄電池切換至另一臺UPS電源，延長放電時間，為避免由此對蓄電池壽命帶來的損害，建議在一臺UPS電源進(jìn)行檢修而須要兩組電池共用時，盡量在短時間內(nèi)進(jìn)行電池組開關(guān)切換。蓄電池開關(guān)柜放在蓄電池室。

配電系統(tǒng)包括布置在UPS電源室內(nèi)的2面UPS輸出總配電屏、布置在大樓19～24層電力調(diào)度中心內(nèi)各機(jī)房內(nèi)的分配電屏。從UPS輸出總配電屏至各專業(yè)機(jī)房分配電屏均采用冗余雙回線路供電，在每根線路的兩端分別安裝有斷路器，其中的一回線路或故障或檢修，不影響另一回線路的供電、不影響次級設(shè)備的正常工作。

分配電屏內(nèi)的單相開關(guān)均按標(biāo)書要求采用產(chǎn)雙極空氣開關(guān)，做到A、B、C相開關(guān)均勻布置，各相負(fù)載均衡。

蓄電池在UPS系統(tǒng)管理中占有非常重要的地位，其監(jiān)測和控制方法將會影響電池的壽命長短和UPS本身的可靠性。

每臺UPS均配置1小時的蓄電池。賣方提供的電源系統(tǒng)應(yīng)具有電池的智能化管理，采用微處理控制，具有自動“充電—放電”維護(hù)功能，嚴(yán)格按所配電池充/放電曲線工作。在不切斷市電、不影響逆變器工作、基本不消耗電池容量的情況下，對電池的狀態(tài)做出判斷，對異常狀況進(jìn)行告警，防止人為損壞和違規(guī)操作。通過電源管理軟件，還可以危急情況下，自動關(guān)斷設(shè)備，并保存重要數(shù)據(jù)。甲種乙即綬青所

為了更大限度地利用蓄電池的容量，并聯(lián)運行的2臺UPS電源所配的2組蓄電池在1臺UPS退出運行時，可將2組蓄電池經(jīng)并聯(lián)切換供1臺UPS使用，延長供電時間。要求提供1臺蓄電池配電屏，內(nèi)裝有電池手動聯(lián)動開關(guān)，可保證上述的安全切換操作。