模块化UPS解决方案

    模块化方案概述：

    模块化UPS采用标准的结构设计，每套系统由功率模块、监控模块、静态开关组成。其中功率模块可并联，平均分担负载。如遇故障自动退出系统，由其它功率模块来承担负载，既能水平扩展，又能垂直扩展。独特的冗余并机技术使设备无单点故障，以确保电源的最高可用性。所有的模块可以实现热拔插，可以实现在线更换，维修是最安全的电源保护方案。

    本方案由模块化UPS主机、智能化配电系统、电池组合而成。

    模块化UPS主机：

    模块化UPS功率模块采用双变换在线式结构，包括整流器、逆变器、充电器、控制电路、与输入输出电池母排的断路开关。具有输入功率因数补偿功能。所有模块均可在线热插拔更换，提供最高级别的可用性、可维护性。

    模块化UPS主机控制模块采用工业CAN BUS总线控制结构，由两块冗余的可热插拔的控制模块来完成对系统的控制管理。一个控制模块故障不会影响到系统的正常工作。控制模块可在线热插拔更换。功率模块的并联也由控制模块集中管理，按照统一的并机参数运行，一个功率模块故障可自动的退出并联系统，不会对整个并联系统造成危害。

    模块化UPS系统采用独立的静态旁路模块，不采用多个静态旁路结构，以避免转旁路时的多个旁路不均流而造成的过载损坏。模块并联输出电压精度为±1%，并机环流<1%。

    标配SNMP卡，采用HTTP协议、SNMP协议、TELNET协议等。可对UPS中市电状态、电池状态、旁路状态、逆变状态、自检状态、开机状态和输入电压、输出电压、负载百分比、输入频率、电池电压、电池容量、电池放电时间、UPS机内温度、周边环境温度等等UPS电源的运行情况一目了然，提高UPS电源保障系统的管理效率和管理品质。选用开放的windowsNT/ windows2000/windowsXP/windows2003操作系统平台。

    可以选配备温湿度传感器，插入多功能网卡，通过网络实现对机房环境的温湿度监控和报警。

    智能化配电系统

    该系统为UPS电源的输入和输出一体化配电集成系统，与UPS主机配套使用，内含UPS的输入开关、输出开关和维修旁路开关以及系统的总输入开关，主开关均配置辅助触点；内含电流传感系统，并与UPS主机通讯。

    该配电系统由输入配电单元、分路输出配电模块、监控模块、隔离变压器组成。输出配电单元每个配电模块配置了18个输出分路，每个分路的电流从6A-32A随需设定，并根据现场负载的配置及变化情况调整三相平衡，配电系统可安装最多6个即插式配电模块，配电模块数量可选。

    该配电系统与UPS主机同尺寸外观，同颜色。标准配置为：液晶显示器、UPS维护旁路面板（含系统总输入开关、UPS输入开关、输出开关、维修旁路开关，为带辅助触点开关）。检测电路主板，三相输入输出的电压和电流传感器组件，中线电流、地线电流传感器，外接EPO信号接口。

    可选装输入K值隔离变压器和支路电流监控器。

    该配电系统可配备网卡，能够通过网络监控该配电柜的参数、状态和历史纪录以及报警信息。能网络监控配电柜的输入输出三相电压、电流、频率，中线电流，地线电流，每相的KVA数，KW数，功率因数，支路电流等。并可设定电流高低电压报警门限值。

    外接电池及电池柜

    电池采用免维护全封闭铅酸蓄电池，电池容量可品牌可根据需要进行配置，电池安装于与UPS主机同品牌同外观同颜色的电池柜内。

    模块化单机可靠性分析

    评估UPS系统履行职责的可靠性，不仅要考量UPS的MTBF，还要考量UPS的MTTR及市电的MTBF。当UPS发生故障的同时市电也发生故障时，负载将会失去电力，也就是说UPS关键职责的失效。负载暴露在没有保护的市电之下的时间长短取决于维修时间的长短。如果维修一台UPS需一周时间，而市电的平均无故璋时间也是一周，那么，UPS发生故障时，负载将很可能失去电力。如果UPS的MTTR是1小时，那么市电的MTBF将不会对关键负载的失效概率产生很大影响。很显然，降低UPS的 MTTR将会降低对关键负载的失效概率。降低UPS的MTTR最好的方法就是尽量减少可能影响UPS维修的因素。模块化单机UPS因为具有在线热插拔的功能，自然是最好的选择。

    从设计原则上讲，承担供电任务的整个电源系统都必须采用具有高度“容错”功能的冗余式的供电方案，以确保无论是在市电电网出故障时或是在任何模块(包括系统控制模块)发生故障时，还是在进行日常维护/检修操作时或因故致使保险丝烧毁/断路器开关“跳闸”时，互联设备均应由“在线式UPS”的逆变器电源来供电，而不应进入由普通的市电电源/应急备用发电机组经UPS的交流旁路来供电的状态。

    综上所述，模块化单机UPS具有最长的履行职责平均无故障时间(λmission)，最小的平均维修时间 (MTTR)及最强的抗市电干扰风险能力及高度“容错”功能，是最可靠的电力保证。

    模块化单机UPS方案图：