UPS 并聯(lián)冗余方式

從一般原理上講，普通在線式 UPS 都可直接并聯(lián)，但應(yīng)說明的一點(diǎn)是，這些 UPS 必須由 同一路電網(wǎng)供電。在這種情況下，UPS 的逆變器永遠(yuǎn)在跟蹤旁路市電，由于這些 UPS 都在跟 蹤同一路市電，也就相當(dāng)于互相在相位上跟蹤。這些 UPS 在頻率和相位上都是一致的，因此 可以并聯(lián)，但這種并聯(lián)是不保險(xiǎn)的，主要原因如下。  雖然它們都在頻率和相位上跟蹤旁路，但在相位上有超前和落后之分。一般大容量 UPS 的相位跟蹤誤差為±3°，如果這兩臺并聯(lián)的 UPS 一個是+3°，另一個是-3°，那么它們兩 個并聯(lián)后就有可能在相位上差了 6°，這就有可能使輸出電壓相差 30V，將會在 UPS 輸出端 造成很大的環(huán)流，使逆變器因過載而燒毀。如圖 1-3（a）第 3 章 交流不間斷電源 UPS 19  圖 1.33 在兩臺 UPS 電源之間所可能形成的環(huán)流示意圖  雖然它們都在頻率和相位上跟蹤旁路，但在相位上有超前和落后之分。一般大容量 UPS 的相位跟蹤誤差為±3°，如果這兩臺并聯(lián)的 UPS 一個是+3°，另一個是-3°，那么它們兩 個并聯(lián)后就有可能在相位上差了 6°，這就有可能使輸出電壓相差 30V，將會在 UPS 輸出端 造成很大的環(huán)流，使逆變器因過載而燒毀。如圖 1-3（a）  另外，雖然是同型號、同規(guī)格的 UPS 逆變器，但逆變器參數(shù)和和變壓器參數(shù)的微小差異 會導(dǎo)致輸出電壓不一樣，比如一個為 218V 而另一個為 220V，也將會在 UPS 輸出端造成很大 的環(huán)流，使逆變器因過載而燒毀。如圖 1-3（b）  UPS 并聯(lián)連接的目的是提高 UPS 供電系統(tǒng)的可靠性，增加了 UPS 系統(tǒng)的容量。而并聯(lián)連 接要解決的關(guān)鍵問題是處于并機(jī)狀態(tài)的各臺 UPS 的逆變器，應(yīng)在同時同步跟蹤交流旁路電源 的條件下，滿足同幅度、同頻率和同相位的要求，以達(dá)到均分負(fù)載和環(huán)流為零的目的。  當(dāng)并聯(lián) UPS 系統(tǒng)中任何一臺的逆變器出現(xiàn)故障 (包括過載、短路相蓄電池過放電而停止 工作等)時，均不能將本身的負(fù)載單獨(dú)轉(zhuǎn)到旁路上，而是將負(fù)載分配到與其并聯(lián)的其他 UPS 上去。只有并聯(lián)系統(tǒng)申所有 UPS 的逆變器都停止工作時，才集體轉(zhuǎn)到旁路上。  因此一套設(shè)計(jì)完善的 UPS 并機(jī)冗余供電系統(tǒng)必需具備以下功能:  鎖相同步調(diào)節(jié)功能  為確保 UPS 電源能安全、可靠地執(zhí)行市電交流旁路供電與逆變器供電的切換操作，要求 UPS 的逆變器電源的輸出頻率和相位必須盡可能的與交流旁路的市電電源保持一致，即二者 處于嚴(yán)格的鎖相同步跟蹤狀態(tài)。對處于并機(jī)系統(tǒng)的二臺 UPS 逆變器來說，同步跟蹤同一市電 的同時，還必須對出現(xiàn)在兩臺 UPS 相互之間的相位差進(jìn)行微調(diào)使之盡可能地趨向于 0。從而 實(shí)現(xiàn)并機(jī)冗余供電系統(tǒng)的鎖相同步的完美調(diào)控。  均流功能  為充分發(fā)揮系統(tǒng)容量、提高可靠性，因此必須對每臺 UPS 逆變器的輸出電壓進(jìn)行動態(tài)微 調(diào)，使每臺 UPS 各分擔(dān)負(fù)載總電流的平均值。均流不平衡度過大，不僅會導(dǎo)致 UPS 故障率增 大、帶載能力下降，嚴(yán)重時還會造成并機(jī)系統(tǒng)只能運(yùn)行在單機(jī)狀態(tài)。  選擇性脫機(jī)“跳閘”功能  在 UPS 并機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行中，如果某臺 UPS 的逆變器出現(xiàn)故障，并機(jī)邏輯控制電路必須在 準(zhǔn)確地識別出哪臺單機(jī)出故障的同時，對并機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行如下操作： 1． 自動關(guān)閉有故障的單臺 UPS 逆變器； 2． 通過關(guān)斷逆變器的輸出靜態(tài)開關(guān)或輸出斷路器，將故障單機(jī)從賓機(jī)系統(tǒng)脫離開來； 3． 禁止故障單機(jī)執(zhí)行交流旁路靜態(tài)開關(guān)導(dǎo)通的調(diào)控操作； 4． 發(fā)出“選擇性脫機(jī)“報(bào)警信號。  環(huán)流監(jiān)控功能 能否將整個 UPS 并機(jī)系統(tǒng)的環(huán)流控制在盡可能接近于零的程度，是判斷 UPS 并機(jī)供電 系統(tǒng)的可靠性是否高的重要指標(biāo)之一。如前所述，所謂環(huán)流是指因位于并機(jī)中的各 UPS 單機(jī) 的逆變器電源在不能同時達(dá)到同電壓、同頻率、同相位和同內(nèi)阻等四項(xiàng)指標(biāo)之一的要求時， 就會導(dǎo)致從各臺 UPS 逆變器所輸出的電流不是全部流向負(fù)載，而會有部分輸出電流在各臺 UPS 單機(jī)之間流動。環(huán)流的出現(xiàn)，輕則造成 UPS 并機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率下降和 UPS 單機(jī)老化 加速。重則造成并機(jī)系統(tǒng)→交流旁路供電或停止向用戶供電，從而徹底破壞出 UPS 并機(jī)系統(tǒng) 向用戶提供高質(zhì)量和高可靠性的逆變器電源的工作狀態(tài)。由此可見，設(shè)置環(huán)流監(jiān)控電路是何 等的重要。如果在 UPS 并機(jī)系統(tǒng)中出現(xiàn)較大的環(huán)流時，常會看到如下現(xiàn)象： ·輸入到并機(jī)系統(tǒng)的總輸入電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于從并機(jī)系統(tǒng)所輸出的負(fù)載電流 (在扣除系統(tǒng)效 率的影響因素后)； ·位于并機(jī)系統(tǒng)中的各臺 UPS 輸出功率因數(shù)的值不同，提供環(huán)流的 UPS 單機(jī)的輸出功 率因數(shù)的佰明顯地高于接受環(huán)流的 UPS 單機(jī)； ·當(dāng)環(huán)流是曲于頻率或相位不同步所造成的話，我們還會發(fā)現(xiàn)：從各 UPS 單機(jī)所輸出 的電流/功率因數(shù)值總是在不斷的變動，很難看到一個穩(wěn)定值。例如:對于“1+1”并機(jī)系統(tǒng)而 言，我們看見一會兒 UPS-1 的功率因數(shù) PF =0.8，UPS-2 的 P F =O.5，但過一會兒，UPS-1 的功 率因數(shù) PF變成 0.5，而 UPS-2 的 PF又變成 0.8，這樣的奇怪現(xiàn)象。  并聯(lián) UPS 系統(tǒng)雖然比熱備份連接的 UPS 系統(tǒng)有很多優(yōu)越性，但其控制技術(shù)要比熱備份連 接的 UPS 系統(tǒng)復(fù)雜得多。因?yàn)樵诙嗯_ UPS 并聯(lián)時，其中最重要的指標(biāo)就是電流均分，也就是 說如果 N 臺 UPS 并聯(lián)，必須保證每臺 UPS 的輸出電流是總輸出電流的 l/N，至少其相互之間第 3 章 交流不間斷電源 UPS 21  的最大不平衡度要在要求范圍內(nèi)(一般是小于 2%)。這個指標(biāo)就限制了并聯(lián)臺數(shù)的增加，目前 可以看到各個品牌實(shí)現(xiàn)并機(jī)的臺數(shù)也不完全一樣。如 Fenton 可高達(dá) 6 臺并聯(lián)；IMVSitepro  5OOkVA 以下的機(jī)型可做到 4 臺并聯(lián)，5OOkVA 及以上的機(jī)型可做到 6 臺并聯(lián)；Siemens 5OOkVA 以下的機(jī)型可 4 臺并聯(lián)，5OOkVA 的機(jī)型可 8 臺并聯(lián)；三菱 UPS 可高達(dá) 8 臺并聯(lián)；SilconUPS 的并聯(lián)臺數(shù)達(dá)到了 9 臺，等等。一般來說，功率在 5OOkVA 以下時，并聯(lián)臺數(shù)被限制在 4 臺以 內(nèi)的居多。  并聯(lián)不一定是冗余的，并不是所有并聯(lián) UPS 系統(tǒng)都具有冗余的功能。并聯(lián)的概念是增容， 而冗余的概念則是可靠性。比如兩臺 5OkVA UPS 并聯(lián)給 8OkVA 負(fù)載供電，只能說這兩臺 UPS 實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)，但若其中一臺因故障而關(guān)機(jī)，則余下的另一臺也會因過載而轉(zhuǎn)入旁路供電。然 而若負(fù)載為 4OkVA，那么一臺 5OkVAUPS 因故障而關(guān)機(jī)后，負(fù)載并沒有被切換到這臺 UPS 的旁 路上去，而是由另一臺 UPS 繼續(xù)供電，這就實(shí)現(xiàn)了冗余。也就是說，當(dāng)一個 UPS 并聯(lián)系統(tǒng)中 的一臺或者幾臺 UPS 故障時，余下的 UPS 仍能向負(fù)載正常供電，那么這個系統(tǒng)就是冗余系統(tǒng)。 因此，并聯(lián)是實(shí)現(xiàn)冗余的必要手段而并不一定就是冗余。在談到這個問題時，可先了解什么 是 UPS 系統(tǒng)的冗余度。  系統(tǒng)冗余度的表達(dá)式為 N+X，其中 N 的含義是并聯(lián)系統(tǒng)中 UPS 單機(jī)的總臺數(shù)，X 的含義是 并聯(lián)系統(tǒng)中允許出現(xiàn)故障的 UPS 單機(jī)臺數(shù)。例如，在 5 臺 UPS 并聯(lián)系統(tǒng)中，允許其中兩臺同 時出現(xiàn)故障，那么這個系統(tǒng)的冗余度就是 5+2。  目前市售 UPS 并機(jī)系統(tǒng)，因各生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)和開發(fā)人員的技術(shù)背景不同而有如下凡種 直接并機(jī)方案： “N+1”型直接并機(jī)方案 被動式（Passive）并機(jī)方案 多功率驅(qū)動模塊的并機(jī)方案 “1+1”或“N+1”型直接并機(jī)方案 帶并機(jī)板 “導(dǎo)航型”主從式同步跟蹤型直接并機(jī)方案 常見的 UPS 主動式并機(jī)方案 采用“并機(jī)柜”的直接并機(jī)方案 并機(jī)方案 “1+1”或“N+1”型直接并機(jī)方案 熱同步直接并機(jī)方案 （帶并機(jī)板/不帶并機(jī)板） 公用“系統(tǒng)旁路柜 SBM”直接并機(jī)方案 輸出端帶“總線輸出開關(guān)”冗余供電設(shè)計(jì)的直接并機(jī)方案 被動式直接并機(jī)方案 這足一種技術(shù)含量較低，成本較低的直接并機(jī)設(shè)計(jì)方案，它只對位于并機(jī)系統(tǒng)中的各臺 UPS 單機(jī)的逆蠻器電源的頻率和相位執(zhí)行市電同步跟蹤調(diào)控，并不對它們相互之間的電壓幅 度和相位進(jìn)行實(shí)時自動調(diào)整。顯然，這種并機(jī)系統(tǒng)的可靠性是較低的，特別是當(dāng)遇到用戶的 負(fù)載突變時，易于發(fā)生故障。 主動式直接并機(jī)方案 位于這種并機(jī)系統(tǒng)中的各臺 UPS 在同時同步跟蹤同一市電電源的前提下，還對位于該并 機(jī)系統(tǒng)中的各臺 UPS 之間的逆變器電源輸出電壓的幅值、頻率和相位等參數(shù)之間可能出現(xiàn)的 差異執(zhí)行自動調(diào)控，使其盡可能地達(dá)到同電壓、同頻率、同相位的程度。在這種直接并機(jī)配 置中，按其鎖相同步的調(diào)控方式不同可分為： “N 十 l”型冗余直接并機(jī)方案：位于該機(jī)中的各臺 UPS 在進(jìn)行頻率和相位調(diào)控操作時， 各臺 UPS 處于完全平等的狀態(tài)之中，無主機(jī)和從機(jī)之分； “導(dǎo)航型”主-從同步跟蹤型的直接并機(jī)方案：位于該并機(jī)中的各臺UPS在進(jìn)行頻率和 相 位調(diào)控時，有主-從同步跟蹤關(guān)系。在市售 UPS 產(chǎn)品中有指定“主導(dǎo)航機(jī)”型和隨機(jī)“導(dǎo)航 機(jī)”型兩種產(chǎn)品。它下的主要區(qū)別是：前者在出廠時或在工程師現(xiàn)場調(diào)機(jī)時，預(yù)先設(shè)置好 “導(dǎo)航機(jī)”和“從機(jī)”之間的同步跟蹤順序。后者則是在用戶實(shí)際開機(jī)時，那臺 UPS 先開機(jī)， 那臺 UPS 就是“導(dǎo)航機(jī)”，后開機(jī)的那臺 UPS 就是“從機(jī)”。下面我分別介紹它們的工作原 理及其優(yōu)缺點(diǎn)。 1. “1+1”型直接并機(jī)方案 圖 1.34“1+1”型直接并機(jī)方案 如圖 1.34 所示，它是在兩臺具有相同額定輸出功率和相同型號的 UPS 上，通過各配置 一塊“1+1 并機(jī)邏輯控制板”的辦法，將兩臺 UPS 的逆變器輸出端直接并聯(lián)起來而形成的直 接并聯(lián)冗余供電系統(tǒng)。位于該 UPS 供電系統(tǒng)中的“1+1”并機(jī)控制板主要完成如下三種調(diào)控 功能： ①利用分別位于兩臺 UPS 單機(jī)中的“1+1 并機(jī)板”之叫的頻率和相位比較調(diào)控母線來獲 得兩臺 UPS 之間的頻率差和相位差比較信號，并據(jù)此從并機(jī)邏輯飯上獲得對兩臺 UPS 逆變 器電源執(zhí)行頻率利相位微調(diào)的控制命令，從而使得這兩臺 UPS 的逆變播在同時同步跟蹤同一 市電的過程中，將它們的逆變器電源的相位調(diào)整到處于同時導(dǎo)前于市電電源或同時滯后于市 電電源的狀態(tài)，從而確保在這兩臺 UPS 的逆變器電源之田的相對相位差Δ=Δ 1 －Δ 2 為最小 （Δ 1為 UPS——1 與市電電源間的相位差，Δ2為 UJPS—2 與市電電源間的相位差）。 ②利用分別位于兩臺 UPS 單機(jī)中的“1+1 并機(jī)板”之司的電流調(diào)控母線來獲得兩臺 UPS 輸出電流的均流不平衡度信號，并據(jù)此從并機(jī)邏輯板上獲得對兩臺 UPS 逆變器的輸出電壓幅 值進(jìn)行微調(diào)的控制信號，從而使得從這兩臺 UPS 單機(jī)輸出的電流總是各為 1/2 負(fù)載電流，實(shí) 現(xiàn)討負(fù)載的均流供電。 ③利用位于“1+1 并機(jī)板”中的環(huán)流檢測電路，隨時檢測可能出現(xiàn)的環(huán)流的幅值大小和 流動衣向。如果上述 UPS 供電系統(tǒng)中的某臺 UPS 因出故障而導(dǎo)致環(huán)流異常增大時，在該控 制電路的管理下，自動將有故障的 UPS 從并機(jī)系統(tǒng)中脫機(jī)，以確保 UPS 并機(jī)系統(tǒng)繼續(xù)向用 戶提供 高質(zhì)量的逆變器電源。 采用這種配置方案的 UPS 供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行時，由每臺 UPS 各承擔(dān) 1/2 負(fù)載電流。 如果在運(yùn)行中，因故造成其中一臺 UPS 出故障，它會自動識別并將出故障的 UPS 自動脫機(jī)， 讓剩下的一臺 UPS 電源繼續(xù)向負(fù)載供電。由于此時出現(xiàn)在這臺 UPS 的輸出端的階躍性電流 是從 50%負(fù)載電流增長到 100%負(fù)載電流，所以，對 UPS 逆變器的沖擊較小。相反，對主機(jī) 一從機(jī)型“熱備份”UPS 供電系統(tǒng)而言，出現(xiàn)在 UPS“從機(jī)”輸出端的將是從零上升到 100% 的階躍性，負(fù)載電流“沖擊”。 ④“1+1”并機(jī)系統(tǒng)還具有增容功能。例如：用 2 臺 30kVA 的“1+1”并機(jī)系統(tǒng)，用戶可 隨時將 UPS 的輸出功率從 3()kVA 增容到 60kVA。所以，這樣的冗余供電系統(tǒng)具有很好的配 置靈活性。對處于“1 十 1”型冗余工作狀態(tài)下 UPS 供電的系統(tǒng)，只有當(dāng)兩臺 UPS 的逆變器 同時出故障時，才會將用戶的負(fù)載切換到普通的市電供電的電網(wǎng)上。如果考慮到目前大型UPS 單機(jī)的平均無故障時間(MTBF)已達(dá) 20 一 40 萬小時的實(shí)際情況，所以，出現(xiàn)這種局面的概率 是極低的。采用上述配置方案的 UPS 供電系統(tǒng)的實(shí)測環(huán)流可控制在幾乎為零的狀態(tài) (對于單 機(jī)輸出功率為 120kVA 的“1 十 1 并饑系統(tǒng)”的環(huán)流可小于 1A (安培)。 2. “導(dǎo)航型”UPS 直接并機(jī)方案圖 1·35 導(dǎo)般型 UPS 直接并機(jī)方案 如圖 1·35 所示，它是利用并機(jī)邏輯控制板將兩臺或兩臺以?據(jù)說最多可并聯(lián) 6 臺)UPS 單機(jī)的逆變器輸出端直接并聯(lián)起來運(yùn)行。所不同的是 UPS 的逆變器的同步跟蹤方式不同。在 這種配置方案中，產(chǎn)品在出廠時將其中的一臺 UPS 單機(jī)指定為具有優(yōu)先同步跟蹤市電電源的 “導(dǎo)航 UPS”，然后讓處于多機(jī)并機(jī)系統(tǒng)中的其他 UPS 的逆變器去同步跟蹤“導(dǎo)航 UPS”的 逆變器電源，而不是去直接同步跟蹤市電電源。在這種冗余式 UPS 并機(jī)供電系統(tǒng)運(yùn)行中，如 果它的第 1 臺“導(dǎo)航 UPS”出故障時，則由工廠或現(xiàn)場調(diào)試工程師所指定的第 2 臺 UPS 單機(jī) 來承扔“導(dǎo)航 UPS”的任務(wù)，此后讓其他的各臺 UPS 去同步跟蹤這臺新的“導(dǎo)航 UPS” 電 源。采用這種直接并機(jī)的方案的好處是，它可以直接將多臺 UPS 單機(jī)直接并聯(lián)起來，共同向 負(fù)載供電而不必另加“并機(jī)控制柜”。其缺點(diǎn)是:它沒有對各臺 UPS 從機(jī)的逆變器電源之間可 能出現(xiàn)的相位差進(jìn)行相位差的微調(diào)。因此，在這套 UPS 并機(jī)供電系統(tǒng)中的各臺 UPS 單機(jī)之 間所可能出現(xiàn)的相對“相位差”較大，其后果是環(huán)流偏大，不利于提高整個 UPS 供電系統(tǒng)的 可靠性?，F(xiàn)以由 3 臺 UPS 單機(jī)組成的并機(jī)“系統(tǒng)”為例來說明這個問題。 在此系統(tǒng)中，可能出現(xiàn)在各臺 UPS 單機(jī)之間的相對“相位差”最大可達(dá)Δ== Δ 1 +Δ 2  (Δ 1為第 2 臺 UPS 單機(jī)與“導(dǎo)航 UPS”之間的相位差，Δ 2為第 3 臺 UPS 單機(jī)與“導(dǎo)航 UPS” 之間的相位差。在 UPS 運(yùn)行中，可能出現(xiàn)的Δ 1 +Δ 2并非一定同時為超前或同時為滯后相位， 而很可能是處于一個是超前相位，另一個是滯后相位，此時就會出現(xiàn)Δ為最大。例如：一臺 UPS 逆變器超前于“導(dǎo)航 UPS”2.50，另一臺 UPS 滯后于“導(dǎo)航 UPS”2.50。此時，就會在 這兩臺 UPS 之間出現(xiàn)高達(dá) 50的相位差)。有的廠家提出另一種做法：由導(dǎo)航 UPS 直接去調(diào)控 其他各臺 UPS 的逆變器邏輯電路。如果真是這樣，則要求位于其余各臺 UPS 中的逆變器邏 輯電路的所有元件參數(shù)都必須是百分之百的一致。顯然，實(shí)際上是做不到的。比較細(xì)心的用 戶就會發(fā)現(xiàn)廠家要求在安裝 UPS 時，耍盡量使得位于某臺 UPS 之間的電力電纜的連線和控 制電纜的長度都盡可能一樣。由此可見，這種系統(tǒng)的可靠性是受到限制的。此外，在這種配 置方案中，萬一出現(xiàn) UPS 從逆變器供電狀態(tài)切換到由交流旁路供電狀態(tài)時，由于分別位于三 條交流旁路供電通道上的由反相并聯(lián)的快速可控硅的所組成的“靜態(tài)開關(guān)”的管壓降很難保 證完全相同 (在每臺 UPS 單機(jī)中有三條交流旁路“靜態(tài)開關(guān)”，因此，在一個由 3 套 UPS 所 組成的并機(jī)系統(tǒng)中，將同時存在有 9 條交流旁路“靜態(tài)開關(guān)”)。這樣，就會造成實(shí)際流過各 條交流旁路“靜態(tài)開關(guān)”的電流不一致的問題。顯然，在這種采用分散交流旁路供電的直接 并機(jī)系統(tǒng)中，所并機(jī)的 UPS 的單機(jī)數(shù)目越多，出現(xiàn)在交流旁路“靜態(tài)開關(guān)”上的“不均流” 現(xiàn)象越利害。嚴(yán)重時，會造成位于某臺 UPS 單機(jī)申交流旁路靜態(tài)開關(guān)被燒毀或致使這臺 UPS 的交流旁路“靜態(tài)開關(guān)”因過流而自動關(guān)斷，從而造成其他 UPS 的交流旁路出現(xiàn)過載故障。 其最壞情況是直至完全切斷市電電網(wǎng)對負(fù)載的供電通道。所以當(dāng) UPS 運(yùn)行于這種冗余配置方 案時所帶來的明顯弱點(diǎn)是環(huán)流偏大。例如:對于采用由 120kVA 單機(jī)所構(gòu)成的 3 臺并機(jī)系統(tǒng)， 其環(huán)流可達(dá) 4~10A。 3、“熱同步”并機(jī)技術(shù) 當(dāng)兩臺 UPS 在執(zhí)行并機(jī)操作時，不需要互相獲取對方的實(shí)時的輸出效率、相位、電壓、 電流等參數(shù)信息，就能達(dá)到相互鎖相同步并均勻分擔(dān)負(fù)載電流的目的。這種并機(jī)技術(shù)在強(qiáng)大 的微處理器的直接數(shù)字合成技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)控功能的支持下，只需要自己關(guān)注自己的輸出電第 3 章 交流不間斷電源 UPS 25  壓、電流及相位，就可以達(dá)到輸出的同步跟蹤并均分載電流以及在某臺 UPS 出故障時，將其 從 UPS 并機(jī)系統(tǒng)中快速脫機(jī)等調(diào)控功能（執(zhí)行“選擇性脫機(jī)跳閘”操作）。該技術(shù)的好處在 于無需在兩臺 UPS 之間敷設(shè)信號通過電纜，完全避免了傳統(tǒng)并機(jī)技術(shù)中所常見的因采用相對 脆弱的多芯扁平通信電纜而帶來的“瓶頸”型的“公共故障點(diǎn)”的問題（見圖 1.36）。 當(dāng)并機(jī)時，兩臺 UPS 均會同時同步跟蹤交流旁路電源的頻率和相位，由于這兩臺 UPS 的交流旁路電源是同一市電電源，因此，這時的兩臺 UPS 的輸出電源的電壓及相位已經(jīng)非常 接近，但為了使得各臺 UPS 之間的相位差盡可能地趨于零，并機(jī)系統(tǒng)申的 UPS 還會小幅度 地和快速地調(diào)整它的輸出電源的相位，以使得可能出現(xiàn)在 UPS 并機(jī)系統(tǒng)中的各臺 UPS 之間 的輸出電流的均流不均衡度盡可能地減小。在理想情況下，均流的不平衡度為零。也就是說， 從每臺 UPS 單機(jī)所輸出的電流都完全相等。為提高調(diào)節(jié)精度，在并機(jī)系統(tǒng)中，采用“高頻度、 小步長”的調(diào)控法，它能在 1 秒內(nèi)對 UPS 的逆變器執(zhí)行 3000 次同步跟蹤調(diào)節(jié)。當(dāng)花這兩臺 UPS 之間出現(xiàn)微小的相位差時，會導(dǎo)致從每臺 UPS 輸出的負(fù)載電流不相等，此時，位于 UPS 并機(jī)系統(tǒng)中的各臺 UPS 將會通過各自的監(jiān)測電路來實(shí)時監(jiān)視其實(shí)際的輸出電流的幅值，當(dāng)某 臺 UPS 發(fā)現(xiàn)它的輸出電流增大時，就會控制自己的輸出電源的相位向相反方向移動，以減少 負(fù)載電流的不均衡度，經(jīng)過如此反復(fù)地多次調(diào)節(jié)，就能最終找到一個最小的“電流不均衡值” 點(diǎn)，這就是 UPS 并機(jī)系統(tǒng)的最佳動態(tài)“同相位”調(diào)控點(diǎn)。正是基于這種原因，采用“熱同步” 并機(jī)技術(shù)的 UPS 冗余直接并機(jī)系統(tǒng)的均流不平衡度可以達(dá)到小于 2%，而采用其他并機(jī)調(diào)控 技術(shù)的冗余并機(jī)系統(tǒng)的均流不平衡度一般為 2～5%。而采用"被動式"并機(jī)方案的冗余并機(jī)系 統(tǒng)的均流不平衡度甚至可能高達(dá) 9%左右。 圖 1.36 “1+1”冗余型并機(jī) UPS 供電系統(tǒng) 4. 采用“并機(jī)柜”的多機(jī)并機(jī)方案 采用本方案的目的是為解決上述的采用分散交流旁路供電技術(shù)的多機(jī)冗余 UPS 配置方 案中所出現(xiàn)的位于各個分散的交流旁路上的“靜態(tài)開關(guān)”的不均流帶載問題。其配置方案如 圖 1.41 所示，它用另一個專門的系統(tǒng)旁路“并機(jī)柜”來取代分散交流旁路供電通道。位于該 系統(tǒng)旁路“并機(jī)控制柜”內(nèi)的并機(jī)邏輯板可利用它的頻率母線調(diào)控電路，電流母線調(diào)控電路 來使得各 臺 UPS 單機(jī)的逆變器輸出總是處于同相位、同頻率和均流向負(fù)載供電的良好運(yùn)行 狀態(tài) (其控制原理與“1＋1 并機(jī)”方案相似，在此不再重述) 。當(dāng) UPS 供電系統(tǒng)因故出現(xiàn)從 逆變器電源供電轉(zhuǎn)交流旁路供電時，市電電源將經(jīng)位于并機(jī)柜中的一套交流旁路靜態(tài)開關(guān) (對三相 UPS 來說，共有三條交流旁路靜態(tài)開關(guān)) 來向負(fù)載供電，而不會出現(xiàn)在采用分散交流 旁路供電技術(shù)的多機(jī)直接并機(jī)配置中所出現(xiàn)的由 N 套交流旁路“靜態(tài)開關(guān)”來同時向負(fù)載供 電而產(chǎn)生的不均流帶載問題。按目前的技術(shù)水平，可將 6 一 8 臺大型 UPS 進(jìn)行并機(jī)運(yùn)行。此 外，采用“系統(tǒng)旁路柜”方案帶來的另一個好處是，我們可從它的顯示屏上同時讀取整個 UPS 供電系統(tǒng)和各臺 UPS 單機(jī)的所有運(yùn)行參數(shù)，從而提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。 6. 雙總線冗余供電方式 上述所有的 UPS 供電系統(tǒng)都僅僅解決了提高 UPS 本身的 MTBF，即降低整個 UPS 供電 系統(tǒng)的故障率的作用，并沒有十全十美地解決好 UPS 供電系統(tǒng)的可維護(hù)性問題。問題的發(fā)生 是由于在 UPS 供電系統(tǒng)的輸出端與負(fù)載間還有配電柜、斷路器開關(guān)、保險(xiǎn)絲和電力傳輸電纜。 如果萬一配電柜本身或從 UPS 輸出端至配電柜的輸電電纜出故障或保險(xiǎn)絲被燒毀，斷路器開 關(guān)跳閘時，我們要進(jìn)行檢修，就必然要對負(fù)載執(zhí)行停電操作。當(dāng)然，對一般用戶來講，可以 在預(yù)先通知用戶的條件來執(zhí)行檢修操作。然而，對于某些重要用戶是不允許出現(xiàn)對用戶執(zhí)行 停電來執(zhí)行檢修任務(wù)的。為此，我們可以來用如圖 1.43 所示的雙總線冗余供電方式。 在雙總線輸出冗余供電方案中，分別設(shè)置有 UPS 系統(tǒng) 1 和 UPS 系統(tǒng) 2，兩套 UPS 供電 系統(tǒng) (這種 UPS 供電系統(tǒng)既可以是具有相同額定輸出功率的 UPS 單機(jī)，也可以是 UPS 并機(jī) 供電系統(tǒng)。)  從 UPS—1 系統(tǒng)和 UPS—2 系統(tǒng)送出的高質(zhì)量逆變器電源被分別送到配電柜 1 和配電柜 2。在負(fù)載總線控制器的作用下，平時 K1和 K2開關(guān)處于相通狀態(tài)，K 處于斷開狀態(tài)。這樣， 從 UPS 系統(tǒng) 1 輸出的逆變器電源——配電柜 l——K1開關(guān)——A 路輸出電纜——向負(fù)載 A 供 電。與此同時，UPS 供電系統(tǒng) 2 經(jīng)配電柜 2、開關(guān) K2向負(fù)載 B 供電。一旦 UPS 系統(tǒng) 1 或配 電柜 l 或 K1開關(guān)之中的任一部件出故障時，通過負(fù)載同步控制器，自動執(zhí)行同步切換操作， 將 K 開關(guān)閉合，就能在保證 UPS 供電系統(tǒng) 2 在繼續(xù)對負(fù)載 A 供電的條件下，對位于有故障 的 UPS 系統(tǒng) 1 的供電通上的相關(guān)設(shè)備執(zhí)行檢修任務(wù)。