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的方案分析
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
双路市电向UPS供电的方案分析
摘要:结合实际,针对双路市电向UPS供电的
方案分析进行了探讨。
关键词:双路市电;UPS;供电方案
双路市电如何相UPS供电才算是合理
我们先看一个小案例,某用户为提高供电可靠
性,就配置了双路市电供电,为了提高UPS的可靠
性,分别采购了两家国际知名品牌的UPS设备。在
两路市电的使用上,该用户采用了将两路输入市电电
压接在同一设备上的方案,设备连线图如图1-1所
示,即市电1接在UPS的旁路开关上,市电2接到
UPS的输入整流器上。在两路市电均正常供电时,主
要由市电2供电,由于旁路开关这时是断开的,市电
1只是一个频率参考源,使输出电压与市电1同步,
以便在市电2断电时能平滑地切换到市电1上去,这
就保证了供电的连续性;在市电1断电时,由于市电
2正常,UPS只是失去了参考频率,这时逆变器就改
用内部振荡器输出的标准频率输出50Hz电压。这样
不论哪一路市电断电都可以保证供电不中断。
图1双路市电向UPS供电方案框图
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上述方法乍看起来似乎很好,若深入分析就可发
现隐患。由分析看出,市电2断电时切换到市电1上
去供电,由图1可以看出来,这时的供电已经不再用
UPS的整流器和逆变器,而是市电直接向负荷供电。
通常,UPS的旁路市电供电被视为应急、临时性的措
施,质量是无保证的;而这里可能发生较长时间的供
电,因为市电1和市电2都是干线电源,一般不容易
故障,一旦出现故障又无法保证在短时间内恢复。而
负荷在这样长的时间里由市电直接供电存在严重隐
患,市电中的各种干扰会长驱直入的破环用电设备。
就是说,这种方案只允许市电1出现故障而不允许市
电2出现故障,否则就会带来严重后果。
双路供电的目的,在很多场合是为了保证供电的
可靠性。一般做法是,平时由一路供电,而另一路备
用。当两者之一出现故障时,另一路保障供电。这就
是一主一备的目的。而上面的电路连接方式显然将两
路市电同时接到一个设备上了,虽然按UPS来说是
一主一备,但和市电的一主一备不是一个概念。
UPS初期都是这样设计的:它的逆变器用于跟踪
旁路开关,而旁路开关的电压频率就是整流器的输入
电压频率,因此当旁路开关的电压频率或幅度超出范
围时,就表明输入市电故障,于是UPS就改由电池
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以标准频率供电。这就是多年来UPS的正常工作程
序。
如果两路市电共同向UPS供电:一路接整流
器,一路接旁路开关。假如接整流器的一路(市电
2)因故障断电,而UPS测得旁路开关的电压和频率
却是正常的,若按UPS的正常设计不应该由电池供
电。但由于输入已断电,必须由电池供电,为达此目
的就必须临时修改原来的测量和控制电路;假如接旁
路开关的一路因故障断电,按UPS的设计应由电池
供电,而这时整流器的输入电压确实正常,不应该由
电池以标准频率供电。此时我们就会发现,不管哪一
路市电因故障断电,都不能像原设计那样转为电池供
电,而是要人为地规定一种,不管规定哪一种,都没
有发挥备用市电的作用。而且还必须临时修改原设
计,这种临时修改已经成熟的电路是否会影响UPS
的其它性能,尤其是在原来电路设计的基础上,由散
件控制发展到IC控制,继而又发展到PC控制。在这
样一步步发展中,都是以原来的电路为基础一点点加
上去的。这就带来一个问题:以前设计该点的信号也
许只有一个用途,但到了PC控制时就可能用在了几
个地方。临时修改很可能就考虑不周全,导致该系统
的多台UPS供电时异想层出。
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图2为双路市电向UPS供电的合理方案。即在
输入配电柜内将两路市电经转换开关S转换为一路市
电供给UPS设备,这样一来就给用户带来莫大的好
处,无论哪一种市电中断,都可使负荷全面处于UPS
的保护之下,并且由于电池只有几秒钟的过渡放电时
间,因此可使这种切换是在负荷无感觉的零切换时间
下进行的,使用户避免了对上述方案的不安全性。而
且对两路市电的可靠性要求也是一样的,真正实现了
两路市电一主一备的要求,用这种方案的优点在于:
(1)UPS可以不作任何修改的按照原设计与输入市
电连接,方便装机、调机和维护,保证了原有性能的
完整性和可靠性。(2)达到了市电一主一备的原设
计目的,市电1故障时市电2投入,反之亦然。
(3)任何一路市电故障都不与UPS发生直接关系,
因为在任何一路市电故障时,就UPS而言,它的输
入电压永远都是正常的,都不需要电池放电,避免了
电池频繁放电。因为向图11那样,两种市电故障情
况下必须有一种情况放电,若放电时间超过一个小时
以上,就会增加保障风险及响应的投资。(4)减少
了配电盘到UPS的接线电缆,节约人力物力。
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