模块化UPS供配电系统20120516

1、All content in this presentation is protected 2012American Power Conversion Corporation集成设计顾问认证培训集成设计顾问认证培训第第_部分：模块化部分：模块化UPSUPS供配电系统供配电系统作者：石葆春作者：石葆春时间：时间：2012.7.132012.7.13APC by Schneider Electric Name Date 模块化模块化UPSUPS供配电系统供配电系统石葆春石葆春APC by Schneider Electric Name Date 1.1.为什么要研发生产模块化的为什么要研发生产模块

2、化的UPSUPS供配电系统？供配电系统？模块化供配电系统的模块化供配电系统的四大特点四大特点模块化供配电系统包括模块化供配电系统包括四大部分四大部分不同于传统固定功率不同于传统固定功率UPSUPS并机系统的并机系统的四大差异四大差异2.2. 模块化模块化UPSUPS电源电源六大技术要点剖析六大技术要点剖析旁路架构旁路架构并机技术并机技术模块与机框的物理连接模式模块与机框的物理连接模式在线插拔在线插拔公用电池公用电池统一显示和操作平台统一显示和操作平台其他技术要点其他技术要点3.3. 产品示例产品示例4.4. 总结总结5.5. 施耐德模块化产品施耐德模块化产品目目 录录 APC by Schne

3、ider Electric Name Date 主输入主输入 旁路输入旁路输入输出输出整流器整流器逆变器逆变器外接电池外接电池静态旁路静态旁路手动旁路手动旁路APC by Schneider Electric Name Date UPSUPS并机系统架构，带公共手动维修旁路柜并机系统架构，带公共手动维修旁路柜APC by Schneider Electric Name Date UPSUPS并机系统架构，带公共静态旁路柜并机系统架构，带公共静态旁路柜APC by Schneider Electric Name Date 为什么要研发生产模块化为什么要研发生产模块化UPSUPS供配电系统？供配电

4、系统？ 任何新产品的起源都来自于市场和用户的实际需要。随着IT IT信息技术信息技术的发展，企业对IT系统的依赖度越来越大，对基础设施如中小功率的中小功率的UPSUPS供配电系统供配电系统的可用性可用性提出了更高的要求，同时IT系统的快速动态变化要求UPS具有灵活在线扩容在线扩容的能力，还要求供配电系统具有简单快速的维修简单快速的维修方式，使用户可以实现自维护。 APC by Schneider Electric Name Date 为什么要研发生产模块化为什么要研发生产模块化UPSUPS供配电系统？供配电系统？1.1.高可用性高可用性采用采用N+XN+X冗余并联，提供冗余并联，提供集集成的成

5、的UPSUPS供配电系统而不是模块化供配电系统而不是模块化UPSUPS。2.2.灵活扩容灵活扩容采用采用模块化模块化架构。架构。3.3.高可维护性高可维护性采用采用在线热插拔在线热插拔设计。设计。4.4.性价比性价比采用采用标准化标准化架构，降低制造和架构，降低制造和维护成本。维护成本。APC by Schneider Electric Name Date 集成化集成化 是指模块化UPS供配电系统包括：模块化UPSUPS电源主机、模块化电池电池系统（电池保护系统、电池包、电池监控系统）、模块化智能精密输入输出配电配电系统、管理管理系统四大部分。 标准化标准化 表现在：整个功率段例如16 160

6、KW，都由同样的框架和各种模块构成，只需要根据要求改变各种模块配置的数量即可。 模块化模块化 表现在：系统的每个部件都尽可能做成模块，包括功率模块、控制模块、静态旁路模块、显示操作模块、通信模块、电池模块、输出开关模块等。 热插拔热插拔 表现在：各种模块通过接插件等与后部的母板、背板或底座等连接，可以实现供配电系统在线运行时热插拔更换。模块化模块化UPSUPS供配电系统的供配电系统的四大特点四大特点：APC by Schneider Electric Name Date 模块化模块化UPSUPS供配电系统包括供配电系统包括四大部分四大部分模块化电池柜模块化电池柜模块化电源功率柜模块化电源功率柜

7、旁路和控制柜旁路和控制柜输入输出柜输入输出柜操作与操作与管理管理模块化模块化UPSUPS供配电系统供配电系统发源于国外，包括包括模块化UPS、模块化精密配电、模块化电池、管理系统四大部分四大部分，系统特点是集成化、标准化、模块化、热插拔。模块化模块化UPSUPS电源电源是整个模块化模块化UPSUPS供配电系统供配电系统的一个重要组成部分。如图示：APC by Schneider Electric Name Date 1. 模块化UPS电源并联的小并联的小UPSUPS模块的数量远高于传模块的数量远高于传统塔式统塔式UPSUPS并机系统并机系统。业界最高达到8080个模块并联个模块并联。2. 模块

8、化UPS供配电系统的功率为中小功率中小功率，目前单系统最大的功率为1600KW，模块的功率最大为67KW。3. 模块化UPS供配电系统是专为专为IT IT负载需求而设计的。负载需求而设计的。4. 模块化UPS供配电系统从一开始就是从供配电系统从一开始就是从供配电系统的角度和范围来构建研发目标和框架的角度和范围来构建研发目标和框架的，即包括模块化的UPS、电池、精密配电、管理四大部分四大部分。不仅仅只是针对模块化UPS电源的研发。模块化模块化UPS供配电系统有供配电系统有四个四个不同于不同于传统固定功率传统固定功率UPS并机系统的特点并机系统的特点APC by Schneider Electri

9、c Name Date 各个厂家在模块化UPS供配电系统这条道路上处在不同的阶段，技术水平差异很大技术水平差异很大。这导致了处于不同进程和阶段的厂商在中国的销售策略完全不一样。拥有完整模块化UPS供配电系统解决方案的厂家采取减配策略减配策略，根据中国用户的实际需求和预算，只保留核心的模块化UPS电源主机，取消模块化电池，用普通电池替代，取消输出精密配电，用本地化配电柜替代等。大部分后发的厂商采取跟随和逐步完善的策略跟随和逐步完善的策略，看到市场的需求后，先研发和提供简易的模块化简易的模块化UPSUPS电源电源，再逐渐完善增加配套的配电柜，最后提供中国用户需求较少的模块化电池系统等，而管理功能都

10、比较简单。各个厂家处在不同的技术阶段，采取不同的研各个厂家处在不同的技术阶段，采取不同的研发和销售策略发和销售策略APC by Schneider Electric Name Date 下面对模块化下面对模块化UPSUPS供配电系统的核供配电系统的核心心 模块化模块化UPSUPS电源进行分析。电源进行分析。APC by Schneider Electric Name Date 1.1.模块化模块化UPSUPS电源的并机架构电源的并机架构模块化UPS电源的技术本质就是多台小功率UPS的并联，就是N+X的并机系统。旁路模式对可用性影响很大。模块化UPS电源选用什么样的旁路架构可以参考成熟的固定功率

11、UPS并机系统的架构。传统固定功率UPS的并机系统旁路采用两种架构：四台(含)以下：采用直接并机多条小旁路直接并机多条小旁路架构四台以上：采用公共静态旁路公共静态旁路的并机架构。APC by Schneider Electric Name Date 1. 每台UPS柜体都是一台完整的UPS，包括控制、整流逆变充电、静态旁路等，可以单独运行和销售。2. 每台UPS的输出线缆通过各自的输出开关后直接短接在一起形成总输出。4 4台（含）以下并机采用台（含）以下并机采用直接并机多条小旁路的架构直接并机多条小旁路的架构APC by Schneider Electric Name Date 1. 采用一条

12、公用的大容量静态旁路，提高旁路的抗过载能力和抗短路冲击能力。从而提高UPS系统的可用性。2. 可以消除多条小功率静态旁路由于阻抗差异造成的不均流、以及不能同时转旁路使得某条小功率静态旁路先导通承接所有电流而带来的旁路烧毁的事故。3. 降低并机系统维修、扩容、调试等在线操作时可能带来的系统断电风险。4 84 8台并机采用台并机采用公用大容量静态旁路的架构公用大容量静态旁路的架构APC by Schneider Electric Name Date 由于采用多条小功率静态旁路，当过载短路等紧急情况下由于采用多条小功率静态旁路，当过载短路等紧急情况下UPS会自动转静态旁路，但技术上是不能保证所有小静

13、态会自动转静态旁路，但技术上是不能保证所有小静态旁路在同一瞬间导通的，这会造成先导通的静态旁路因为旁路在同一瞬间导通的，这会造成先导通的静态旁路因为承受全部负载电流而烧毁，从而可能引起连锁的静态旁路承受全部负载电流而烧毁，从而可能引起连锁的静态旁路烧毁故障。烧毁故障。即使在所有静态旁路都全部导通后，也会因为每条静态旁即使在所有静态旁路都全部导通后，也会因为每条静态旁路的器件不一致性造成内阻有差异，使得每条静态旁路流路的器件不一致性造成内阻有差异，使得每条静态旁路流过的电流不一样，也可能造成承担大电流的静态旁路故障。过的电流不一样，也可能造成承担大电流的静态旁路故障。因此传统的多台因此传统的多台

14、UPS并机系统，一般超过并机系统，一般超过4台以上台以上UPS并并机，就要求采用具有公共静态旁路柜的并机模式。机，就要求采用具有公共静态旁路柜的并机模式。公用大容量静态旁路公用大容量静态旁路的架构可用性远优于的架构可用性远优于直接并机直接并机多条小旁路的多条小旁路的架构架构APC by Schneider Electric Name Date 模块化模块化UPSUPS电源会出现电源会出现多达多达8080台台UPSUPS并联并联，远比传，远比传统大功率并机系统统大功率并机系统4-84-8台数量多，台数量多，8080条的静态旁路的均条的静态旁路的均衡性更差，控制更复杂。衡性更差，控制更复杂。为提高

15、静态旁路和整个模块化为提高静态旁路和整个模块化UPSUPS电源的可用性，电源的可用性，公共静态旁路的架构是唯一的负责任的选择公共静态旁路的架构是唯一的负责任的选择。这就要求将这就要求将UPSUPS模块中的小静态旁路去掉，增加公模块中的小静态旁路去掉，增加公用的静态旁路模块，需要重新研发，成本增加。用的静态旁路模块，需要重新研发，成本增加。但很多公司研发能力薄弱，为加快进度，简单处理，采用但很多公司研发能力薄弱，为加快进度，简单处理，采用小小UPSUPS直接并机，反过来还欺骗用户，说什么多条静态旁路比一直接并机，反过来还欺骗用户，说什么多条静态旁路比一条静态旁路冗余性更好、没有单点故障等。条静态

16、旁路冗余性更好、没有单点故障等。1.1.模块化模块化UPSUPS电源的并机架构电源的并机架构APC by Schneider Electric Name Date 2.2.模块化模块化UPSUPS电源的并机控制技术电源的并机控制技术模块化UPS电源的技术本质就是多台小功率UPS的并联，就是N+X的并机系统。目前所有生产模块化UPS电源的厂家都采用了传统塔采用了传统塔式式UPS的成熟的主从并机技术的成熟的主从并机技术，即由主控机控制一台或多台从机，每台UPS都按照主机发出的控制信号工作，从而保证每台UPS输出的交流电压、频率、相位、电流保持一致，交流输出端子可以直接短接并联到一起。传统并机系统中

17、，每台UPS都包含并机控制部分，都可以作为主控机或从机，至于是主控机还是从机需要按照权重计算方法的结果决定。控制大脑的数量控制大脑的数量=UPS电源的数量电源的数量不同的公司对这个主从并机技术有不同的名称，如集中式还是分散式，或者分布式，但这都是广告式语言，其本质上都是主从并机技术，即有一个主控机，多个从控机。APC by Schneider Electric Name Date 2.2.模块化模块化UPSUPS电源的并机控制技术（例）电源的并机控制技术（例） 并联系统中的每个UPS模块都有其唯一的地址码，多模块并联工作时，系统自动分配地址码最低的模块为主模块，其余模块为从模块。在一个正常工作

18、的系统中，就是1号模块为主模块主模块。当1好模块出现故障时，其自动退出系统，同时，2号模块自动成为主模块。当1号模块重新回到系统中时，系统控制权重新回到1号模块。 多模块并机工作的控制逻辑如上图右，有以下几种工作状态。 状态1：1号模块为主模块，系统全部模块的驱动调制信号由1号模块发出。其余模块内的驱动信号与1号模块一致，1号模块控制电路不断比较实际测量值和标称值间的差异，然后通过总线将误差值（ e ）传送到所有的模块 ，使他们能够调节电流。以这种方式所有的模块均分负载。 状态2：在1号模块故障或被拔出而退出时，2号模块的控制信号才能导通起作用，系统自动无间隙切换到2号模块控制。2号模块控制信

19、号导通的条件是1号模块控制信号消失。3号模块控制信号导通的前提是1.2号模块都退出了系统。并以此类推。 状态3：假设系统中从模块故障或被拔出，比如4号模块出现故障或被拔出，其退出系统时系统控制仍然是1号模块APC by Schneider Electric Name Date 2.2.模块化模块化UPSUPS电源的并机控制技术电源的并机控制技术当并联系统的当并联系统的UPSUPS的数量比较少的时候，采用这种控制大脑的数量比较少的时候，采用这种控制大脑=UPS=UPS数数量的主从并机模式还没有什么大问题。顶多考虑量的主从并机模式还没有什么大问题。顶多考虑并机线缆的冗余问题并机线缆的冗余问题。但是

20、一旦模块化但是一旦模块化UPSUPS电源也要采用这种方式的话，电源也要采用这种方式的话，多达多达8080台台UPSUPS并并联联，问题就出来了：，问题就出来了：1.1. 系统中有系统中有8080台控制大脑台控制大脑，需要计算出谁是主控机谁是从机并排，需要计算出谁是主控机谁是从机并排序，计算太复杂。另外由于控制大脑是和序，计算太复杂。另外由于控制大脑是和UPSUPS功率模块封装在一功率模块封装在一个物理模块内的，个物理模块内的，UPSUPS功率模块的增减与故障，都会造成主控机功率模块的增减与故障，都会造成主控机和从机重新计算并排序。和从机重新计算并排序。2.2. UPSUPS功率部件的故障会连带

21、造成旁边的控制大脑的故障。功率部件的故障会连带造成旁边的控制大脑的故障。3.3. 这么多的模块需要互相通信，通信线缆针脚数陡增，任何干扰这么多的模块需要互相通信，通信线缆针脚数陡增，任何干扰或者某个信号线接线端子的连接不可靠均有可能导致排序计算或者某个信号线接线端子的连接不可靠均有可能导致排序计算失误，甚至出现失误，甚至出现2 2个个UPSUPS模块同时举手都认为自己是主控机的现模块同时举手都认为自己是主控机的现象，这种情况叫象，这种情况叫举手竞争举手竞争，会导致，会导致控制权的转交时间延长或者控制权的转交时间延长或者转交错误转交错误，均会造成并机系统崩溃，系统瘫痪。，均会造成并机系统崩溃，系

22、统瘫痪。4.4. 系统只有系统只有一条并机通讯线缆一条并机通讯线缆，典型的单点故障。，典型的单点故障。APC by Schneider Electric Name Date 2.2.模块化模块化UPSUPS电源的并机控制技术电源的并机控制技术怎么怎么解决解决8080台台UPSUPS并联并联出现的这些控制问题？这就要求制造出现的这些控制问题？这就要求制造厂商重新研发适合于并联的新架构。厂商重新研发适合于并联的新架构。1.1. 改模拟通信技术为改模拟通信技术为CAN BUSCAN BUS总线数字通信技总线数字通信技术，降低线缆总数，提高数据通信速度和可靠术，降低线缆总数，提高数据通信速度和可靠性，

23、提高并机控制精度。性，提高并机控制精度。2.2. 采用两条并机通信线缆，消除单点故障。采用两条并机通信线缆，消除单点故障。3.3. 重新研发设计，将并机控制电路从重新研发设计，将并机控制电路从UPSUPS模块中模块中拿出来，单独设计两块并机控制模块，还是主拿出来，单独设计两块并机控制模块，还是主从控制技术，但再也不需要计算优先权排序了，从控制技术，但再也不需要计算优先权排序了，系统简单快速可靠。彻底消除多个控制大脑带系统简单快速可靠。彻底消除多个控制大脑带来的复杂性。来的复杂性。APC by Schneider Electric Name Date 功率部分功率部分1从控模块从控模块1功率部分

24、功率部分2从控模块从控模块2功率部分功率部分3从控模块从控模块3功率部分功率部分4从控模块从控模块4功率部分功率部分N从控模块从控模块5并并机机通通信信总总线线2.2.模块化模块化UPSUPS电源的并机控制技术电源的并机控制技术主控模块主控模块15 5台及以下台及以下UPSUPS可以采用的并机控制架构可以采用的并机控制架构APC by Schneider Electric Name Date 2.2.模块化模块化UPSUPS电源的并机控制技术电源的并机控制技术主控模块主控模块从控模块从控模块功率模块功率模块1功率模块功率模块2功率模块功率模块3功率模块功率模块NCAN Bus并机并机通信通信总

25、线总线1CAN Bus并机并机通信通信总线总线2CAN Bus通信总线通信总线3心跳技术心跳技术5 5台以上台以上UPSUPS并联，必须重新研发，采用新的架构并联，必须重新研发，采用新的架构APC by Schneider Electric Name Date 2.2.模块化模块化UPSUPS电源的并机控制技术电源的并机控制技术实践证明，重新设计的两块独立的并机控制模块实践证明，重新设计的两块独立的并机控制模块的主从并机技术，简单可靠，很好的解决了多达的主从并机技术，简单可靠，很好的解决了多达8080台小台小功率功率UPSUPS的并联问题，可用性非常高。的并联问题，可用性非常高。很多公司没有研

26、发实力，没有前瞻性，只关注目很多公司没有研发实力，没有前瞻性，只关注目前前5 5个个UPSUPS模块形成的模块化模块形成的模块化UPSUPS，没有考虑今后数十台，没有考虑今后数十台UPSUPS模块并联的需求，简单处理，直接沿用传统固定功模块并联的需求，简单处理，直接沿用传统固定功率率UPSUPS的技术，的技术，这是最简单的、成本最低的处理方式这是最简单的、成本最低的处理方式，因为不需要重新研发，可以快速投放市场。因为不需要重新研发，可以快速投放市场。但是这些公司宣称这种简易的模块化但是这些公司宣称这种简易的模块化UPSUPS具有多具有多个控制大脑，比两个控制大脑的冗余度高，号称是第二个控制大脑

27、，比两个控制大脑的冗余度高，号称是第二代第三代的模块化代第三代的模块化UPSUPS，这种似是而非的话对普通用户这种似是而非的话对普通用户具有很大的欺骗性。具有很大的欺骗性。APC by Schneider Electric Name Date 3.3.模块与机框的物理连接模式模块与机框的物理连接模式为实现模块能采用插拔式操作，不同厂家为实现模块能采用插拔式操作，不同厂家采用不同的模块与机框的连接技术，可归纳为采用不同的模块与机框的连接技术，可归纳为三种不同的物理连接模式。三种不同的物理连接模式。1.1.接插件接插件+ +电缆线电缆线+ +接线端子接线端子2.2.接插件接插件+ +电缆线电缆线+

28、 +母排（含接线端子）母排（含接线端子）3.3.接插件接插件+ +背板（含接线端子）背板（含接线端子）电缆线会带来中间连接点数量增加、人为电缆线会带来中间连接点数量增加、人为因数增加、操作复杂程度增加、线缆高温老化、因数增加、操作复杂程度增加、线缆高温老化、逆变器输出阻抗不一致、并机环流加大等问题。逆变器输出阻抗不一致、并机环流加大等问题。APC by Schneider Electric Name Date 需要打开柜体后门，每个模块后需要打开柜体后门，每个模块后部有多个接插件。输入交流、电部有多个接插件。输入交流、电池、输出交流、控制信号等接插池、输出交流、控制信号等接插件。件。通过线缆连

29、接到强弱电端子。通过线缆连接到强弱电端子。需要专业工程师操作需要专业工程师操作。先液晶屏。先液晶屏操作，关掉该模块，等数分钟后操作，关掉该模块，等数分钟后拔掉模块的几个强弱电接插件，拔掉模块的几个强弱电接插件，更换新的模块，设定模块的地址，更换新的模块，设定模块的地址，插上强弱电接插件，开模块，液插上强弱电接插件，开模块，液晶屏操作命令投入并机系统，数晶屏操作命令投入并机系统，数分钟后正常工作。整个过程分钟后正常工作。整个过程10-15分钟以上。分钟以上。研发最简单，成本最低研发最简单，成本最低很多电缆，位于柜体温度最高区很多电缆，位于柜体温度最高区域，软化，老化，增加中间连接域，软化，老化，

30、增加中间连接点，逆变器输出阻抗不一致，环点，逆变器输出阻抗不一致，环流大，可用性最低流大，可用性最低接插件接插件+ +电缆线电缆线+ +接线端子模式接线端子模式APC by Schneider Electric Name Date 接插件接插件+ +电缆线电缆线+ +接线端子模式接线端子模式逆变器输出阻抗不逆变器输出阻抗不一致，并机环流大。一致，并机环流大。APC by Schneider Electric Name Date 接插件接插件+ +电缆线电缆线+ +接线端子模式接线端子模式逆变器输出阻抗不逆变器输出阻抗不一致，并机环流大。一致，并机环流大。APC by Schneider Ele

31、ctric Name Date 接插件接插件+ +电缆线电缆线+ +母排模式母排模式后后部部垂垂直直强强电电母母排排需要打开柜体后门，每个模块后部需要打开柜体后门，每个模块后部有至少有至少2个接插件。个接插件。通过短线缆连通过短线缆连接到母排。接到母排。需要专业工程师操作需要专业工程师操作。先关掉该模。先关掉该模块，等数分钟后拔掉模块的强弱电块，等数分钟后拔掉模块的强弱电母排接插件，更换新的模块，设定母排接插件，更换新的模块，设定模块的地址，插上强弱电接插件，模块的地址，插上强弱电接插件，开模块，命令投入并机系统，数分开模块，命令投入并机系统，数分钟后正常工作。整个过程钟后正常工作。整个过程1

32、0分钟以分钟以上。上。需要研发母排以及模块和母排的特需要研发母排以及模块和母排的特殊连接件，成本上升。殊连接件，成本上升。有很多短电缆，位于柜体温度最高有很多短电缆，位于柜体温度最高区域，软化，老化，增加中间连接区域，软化，老化，增加中间连接点。点。母排，逆变器输出阻抗趋于一致，母排，逆变器输出阻抗趋于一致，需要设定地址，可用性上升需要设定地址，可用性上升APC by Schneider Electric Name Date 强强电电弱弱电电背背板板接插件接插件+ +背板模式背板模式不需要打开柜体后门，不需要打开柜体后门，每个模块后每个模块后部有部有2个接插件。直接连接到背板。个接插件。直接连

33、接到背板。中间没有任何线缆。中间没有任何线缆。普通用户可操作普通用户可操作。模块只有一个机。模块只有一个机械锁位开关，旋开该开关，直接拔械锁位开关，旋开该开关，直接拔出模块，插入新模块，不需要设定出模块，插入新模块，不需要设定地址，旋入锁位开关，模块自动加地址，旋入锁位开关，模块自动加入系统。整个过程入系统。整个过程1-2分钟。不需分钟。不需要操作液晶屏。要操作液晶屏。需要研发铜排背板，采用安德森连需要研发铜排背板，采用安德森连接件，成本上升。接件，成本上升。没有线缆，减少中间连接点，减少没有线缆，减少中间连接点，减少人为因素故障。人为因素故障。采用铜排背板，逆变器阻抗一致，采用铜排背板，逆变

34、器阻抗一致，不需要设定地址，可用性上升。不需要设定地址，可用性上升。APC by Schneider Electric Name Date 3.模块与机框的物理连接模式模块与机框的物理连接模式很明显，采用很明显，采用接插件接插件+ +背板模式背板模式的模块的模块化化UPSUPS电源，操作最安全、简单、快速，可电源，操作最安全、简单、快速，可用性也最高。用性也最高。但是因为需重新研发但是因为需重新研发UPSUPS整体架构，增整体架构，增加铜排，增加公母成套的安德森接插件，成加铜排，增加公母成套的安德森接插件，成本上升本上升25%25%。APC by Schneider Electric Name

35、 Date 4.4.模块化模块化UPSUPS电源的电源的在线在线插拔式操作插拔式操作要做到模块的要做到模块的在线热插拔在线热插拔，除了物理结，除了物理结构外，技术上还必须考虑：构外，技术上还必须考虑：1.整体电气结构设计整体电气结构设计合理，控制系统通过辅助合理，控制系统通过辅助信号的控制，保证在模块拔出和插入时是与信号的控制，保证在模块拔出和插入时是与系统分离的，模块是停止工作的，模块的插系统分离的，模块是停止工作的，模块的插拔不会造成电气损坏和系统的故障，拔不会造成电气损坏和系统的故障，不会造不会造成负载断电或走旁路成负载断电或走旁路，实现在线操作，实现在线操作 。2.最重要的是实现最重要

36、的是实现功率模块、静态旁路模块、功率模块、静态旁路模块、控制模块、显示操作模块、通信模块控制模块、显示操作模块、通信模块等的在等的在线热插拔。线热插拔。APC by Schneider Electric Name Date 4.4.模块化模块化UPSUPS电源的电源的在线在线插拔式操作插拔式操作输入电源输入电源UPS功率模块功率模块10KVA旁路电源旁路电源静态旁路模块静态旁路模块系统系统控制器控制器共享电池组共享电池组UPS功率模块功率模块10KVARS232, TCP/IP,RS232, TCP/IP,手机，手机，SNMPSNMPUPS功率模块功率模块10KVAUPS功率模块功率模块10K

37、VA系统输出系统输出如左边设计的架构，在更如左边设计的架构，在更换静态旁路模块时，正常换静态旁路模块时，正常的逆变器也不能输出了。的逆变器也不能输出了。系统断电。系统断电。APC by Schneider Electric Name Date 4.4.模块化模块化UPSUPS电源的电源的在线在线插拔式操作插拔式操作工作原理图工作原理图内部电池内部电池外部电池外部电池电池开关电池开关静态旁路静态旁路输入部分输入部分输出部分输出部分功率模功率模块块这种架构设计，可这种架构设计，可以保证更换静态旁以保证更换静态旁路模块时逆变器还路模块时逆变器还可以正常输出，不可以正常输出，不需要走手动旁路或需要走手

38、动旁路或断电。断电。APC by Schneider Electric Name Date 5.5.模块化模块化UPSUPS电源电源公用电池公用电池系统系统业内大功率业内大功率UPSUPS并机系统的厂家在关于并机系统电池方面并机系统的厂家在关于并机系统电池方面的观念是：的观念是：可以每台可以每台UPSUPS使用自己的独立电池，也可以多使用自己的独立电池，也可以多台台UPSUPS公用电池系统，但公用电池系统比独立电池系统的公用电池系统，但公用电池系统比独立电池系统的可用性低。可用性低。为什么公用电池比独立电池可用性低？为什么公用电池比独立电池可用性低？1.1. 公用电池系统故障会造成整个公用电池

39、系统故障会造成整个UPSUPS系统没有电池后备，系统没有电池后备，可用性降低。可用性降低。2.2. 多台多台UPSUPS公用电池，说穿了本质上就是：每台公用电池，说穿了本质上就是：每台UPSUPS除了除了输出交流并联外，输出交流并联外，直流也要并联直流也要并联。问题是交流并联有。问题是交流并联有专门的并机电路控制，专门的并机电路控制，而直流并联根本就没有控制而直流并联根本就没有控制，因为大家认为直流并联简单，不用统一协调控制。这因为大家认为直流并联简单，不用统一协调控制。这是非常错误的。是非常错误的。APC by Schneider Electric Name Date 如何提高模块化如何提高

40、模块化UPSUPS电源电源公用电池公用电池系统的可用性系统的可用性1. 在在UPS控制模块中，除了具备交流并联控制控制模块中，除了具备交流并联控制功能外，还必须功能外，还必须增加直流母线并联控制功能增加直流母线并联控制功能。2. 在短延时要求时（在短延时要求时（30分钟内），使用原厂的分钟内），使用原厂的模块化电池系统模块化电池系统。配置直流电池开关，每个。配置直流电池开关，每个电池模块都自带监控系统和熔断器。电池模块都自带监控系统和熔断器。3. 在长延时要求时，使用本地化电池，使用在长延时要求时，使用本地化电池，使用原原厂高端的电池保护开关柜厂高端的电池保护开关柜，包括带跳闸线圈，包括带跳闸

41、线圈的直流开关、防反接二极管、金属熔断器、的直流开关、防反接二极管、金属熔断器、电池温度监控。每组电池含支路开关和熔断电池温度监控。每组电池含支路开关和熔断器。器。APC by Schneider Electric Name Date 5.5.模块化模块化UPSUPS电源电源公用电池公用电池系统系统模块化电池系统模块化电池系统高端电池保护开关柜高端电池保护开关柜APC by Schneider Electric Name Date 6.6.模块化模块化UPSUPS供配电供配电系统系统统一的显示和操作平台统一的显示和操作平台传统固定功率传统固定功率UPS并机系统，每台并机系统，每台UPS都有自都

42、有自己的液晶操作面板，每台己的液晶操作面板，每台UPS都是单独操作。顶多都是单独操作。顶多有一个统一的网络监视界面（不能操作和控制）。有一个统一的网络监视界面（不能操作和控制）。对于模块化对于模块化UPS电源来讲，在一个机柜内可能电源来讲，在一个机柜内可能有有5-10台小台小UPS，如果要求用户去操作，如果要求用户去操作5-10个液晶个液晶显示器，甚至还要求用户去操作每个模块上的各种显示器，甚至还要求用户去操作每个模块上的各种小开关，这是很复杂的，降低了可用性。小开关，这是很复杂的，降低了可用性。因此模块化因此模块化UPS电源甚至电源甚至整个模块化整个模块化UPS系统系统都应该设计统一的显示和

43、操作平台都应该设计统一的显示和操作平台。APC by Schneider Electric Name Date 6.6.模块化模块化UPSUPS供配电供配电系统系统统一的显示和操作平台统一的显示和操作平台5台台UPS功率模块功率模块5个液晶显示器个液晶显示器UPS模块上的操作模块上的操作开关和按钮等开关和按钮等APC by Schneider Electric Name Date 6.6.模块化模块化UPSUPS供配电供配电系统系统统一的显示和操作平台统一的显示和操作平台功率模块上功率模块上具有多个操具有多个操作开关作开关APC by Schneider Electric Name Date

44、6.6.模块化模块化UPSUPS供配电供配电系统系统统一的显示和操作平台统一的显示和操作平台APC by Schneider Electric Name Date 7.7.模块化模块化UPSUPS电源电源其他重要技术其他重要技术1.1. PFCPFC整流器提高输入性能指标整流器提高输入性能指标2.2. 三电平三电平 IGBTIGBT逆变器提高系统效率逆变器提高系统效率3.3. 直流升压电路合适的直流母线电压，提高电池直流升压电路合适的直流母线电压，提高电池系统可用性。系统可用性。4.4. 风机转速控制风机转速控制噪音降低到噪音降低到4848分贝分贝，节能。，节能。5.5. 风机模块化更换风机模

45、块化更换快速更换，提高可维护性。快速更换，提高可维护性。6.6. 黑匣子功能黑匣子功能快速诊断，提供可维护性快速诊断，提供可维护性7.7. 为为IT IT负载服务。输出功率因数负载服务。输出功率因数=1=1，输出，输出KVA=KWKVA=KW。APC by Schneider Electric Name Date 产品示例产品示例1UPS机架式安装，每个机架式安装，每个UPS模块都各自带电池，模块都各自带电池，每个每个UPS都有自己的监测和显示器都有自己的监测和显示器1. 伊顿（爱克赛）Blade系列1260KW N+1，12KW一个UPS模块。2. 每台UPS有液晶显示，无集中的监控显示系统

46、。3. 每台UPS一个网卡。4. 本质上为6台UPS直接主从并机。APC by Schneider Electric Name Date 1. Socmec公司MASTERYS EB系列产品，分15KVA和30KVA两种模块。2. 输出功率15180KVA。每个柜体3个模块，2个柜体6个模块并联达到180KVA。3. 内置LAN，标配集中的通讯板和显示器。可选配网卡。4. 本质上为多台UPS直接主从并机。产品示例产品示例2UPS机架式安装，每个机架式安装，每个UPS模块都各自带电池，模块都各自带电池，集中的监测和显示报警系统，集中的监测和显示报警系统，APC by Schneider Elec

47、tric Name Date 产品示例产品示例3UPS机架式安装，集中监测和显示报警，公用电机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池系统池系统1. 山特公司2006年推出的3A3系列15150KVA。每个模块15KVA/12KW。2. 公用一组直流母线系统。3. 本质上是多台UPS直接主从并机。APC by Schneider Electric Name Date 产品示例产品示例4UPS机架式安装，集中监测和显示报警，公用电机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池系统，公用静态旁路池系统，公用静态旁路1. 艾默生2009年7月推出的Adapt PM系列。2. 30KW一个模块，最多5个UPS

48、模块并联。30120KW N+1。3. 一个公用的静态旁路。4. 本质上为多台UPS公用静态旁路的主从并机模式。APC by Schneider Electric Name Date 产品示例产品示例4UPS机架式安装，集中监测和显示报警，公用电机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池系统，公用静态旁路池系统，公用静态旁路1. 伽玛创力于2004年推出的Power+系列10100KVA产品。2. 最多10个功率模块，1个静态旁路模块。3. 本质上为多个 功率模块公用静态旁路的主从并机。APC by Schneider Electric Name Date 产品示例产品示例5UPS机架式安装，集

49、中监测和显示报警，公用电机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池系统，公用静态旁路，公用背板，在线热插拔设计池系统，公用静态旁路，公用背板，在线热插拔设计1. 美国APC公司2005年推出的SYPX160系列，16160KW N+1。2. 10个16KW功率模块，公用静态旁路模块。3. 铜排背板设计，安德森喇叭口柔性插头插座，热插拔在线更换。APC by Schneider Electric Name Date 产品示例产品示例6UPS机架式安装，集中监测和显示报警，公用电机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池系统，公用静态旁路，公用背板，热插拔设计池系统，公用静态旁路，公用背板，热插拔设计

50、,全模块化设全模块化设计计1. APC公司2007年底推出的SYPX48系列 供配电一体化产品。2. 功率模块、静态旁路模块、控制模块、低压逻辑电源模块、操作与显示模块、通讯模块、电池监控模块、网卡模块、485模块、继电器模块、电池模块、输出配电模块。全部可热插拔。3. 最多3个16KW模块并联输出48KW。APC by Schneider Electric Name Date 产品示例产品示例7UPS机架式安装，集中监测和显示报警，公用电机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池系统，公用静态旁路，公用背板，热插拔设计池系统，公用静态旁路，公用背板，热插拔设计,全模块化设全模块化设计，计，11

51、冗余控制冗余控制1. APC公司500KW以下模块化UPS均采用集中的11冗余控制。2. 图示型号为SYPX160系列，含模块化电池柜、UPS柜体、精密配电柜。3. 最多10个16KW功率模块。4. 本质上是多台UPS功率模块的集中11冗余主从控制并机模式。APC by Schneider Electric Name Date 1. APC公司的多个模块化系列产品都是供配电一体化设计。2. 图示为SYPX48系列，可最多输出48KW。3. 可最多在线热插拔安装18个输出开关。4. 标配可监控每条输出支路的电流、设定报警门限、电子标签功能、开关状态提示等智能化精密配电功能。产品示例产品示例8UP

52、S机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池机架式安装，集中监测和显示报警，公用电池系统，公用静态旁路，公用背板，在线热插拔设计系统，公用静态旁路，公用背板，在线热插拔设计,全模块化设全模块化设计，计，11冗余控制，供配电一体化设计。冗余控制，供配电一体化设计。APC by Schneider Electric Name Date 施耐德施耐德SYPX系列系列500KVA 模块化模块化UPS电源（电源（5个原装柜体，宽度个原装柜体，宽度2800mm。）电池保护开电池保护开关柜关柜2个个250KVA功功率模块柜率模块柜静态旁路和静态旁路和控制柜控制柜输入输出配电柜输入输出配电柜公用液晶显公用液晶显

53、示屏示屏APC by Schneider Electric Name Date 施耐德施耐德SYPX系列系列500KVA 模块化模块化UPS电源现电源现场图片（场图片（5个原装柜体）个原装柜体）APC by Schneider Electric Name Date 总结：总结：入门级的简易的模块化入门级的简易的模块化UPSUPS电源采用的技术电源采用的技术1.1. 将小功率将小功率UPSUPS物理结构重新研发，做成可物理结构重新研发，做成可机架式安机架式安装模式装模式，安装在，安装在IT IT外观的机柜中。小功率外观的机柜中。小功率UPSUPS其他部其他部分不做任何研发和改动。分不做任何研发和

54、改动。2.2. 多台小功率多台小功率UPSUPS直接并机，每台直接并机，每台UPSUPS含小旁路。含小旁路。不特不特别设计单独的公用静态旁路。别设计单独的公用静态旁路。3.3. 并机技术沿用并机技术沿用主从控制并机技术。主从控制并机技术。4.4. 采用采用简易接插件简易接插件+ +电缆线电缆线+ +接线端子的连接模式接线端子的连接模式将将UPSUPS模块连接到输入市电、电池、输出等强电接线模块连接到输入市电、电池、输出等强电接线端子。端子。5.5. 并机信号线缆沿用并机信号线缆沿用扁平电缆的模拟信号扁平电缆的模拟信号方式。一条方式。一条线缆，无冗余路径。线缆，无冗余路径。APC by Schn

55、eider Electric Name Date 总结总结：施耐德：施耐德APC模块化模块化UPS供配电系统系统的优势供配电系统系统的优势1.1. 先进的并机控制技术先进的并机控制技术带来的高稳定性和可用性。两块冗余的并机带来的高稳定性和可用性。两块冗余的并机控制模块，控制模块，CAN BUSCAN BUS总线数字技术，心跳技术，两条冗余总线。总线数字技术，心跳技术，两条冗余总线。2.2. 独立的大容量静态旁路独立的大容量静态旁路模块，提高可用性和维护性。模块，提高可用性和维护性。3.3. 模块与机框的连接采用模块与机框的连接采用铜排背板铜排背板+ +连接件模式连接件模式。不用打开机柜实现。不

56、用打开机柜实现模块更换，不使用线缆，操作简单快捷，提高可用性和维护性。模块更换，不使用线缆，操作简单快捷，提高可用性和维护性。4.4. 实现实现所有模块的在线运行热更换或扩容操作所有模块的在线运行热更换或扩容操作。整体架构和控制技。整体架构和控制技术保证实现在线操作。术保证实现在线操作。5.5. 公用电池系统控制和保护技术公用电池系统控制和保护技术。直流并联控制，电池保护开关柜。直流并联控制，电池保护开关柜。6.6. 全自动的全自动的统一的显示和操作平台统一的显示和操作平台。1010英寸彩色触摸液晶屏。英寸彩色触摸液晶屏。7.7. 集成的一体化系统集成的一体化系统。是整体的供配电系统解决方案。

57、是整体的供配电系统解决方案。8.8. 全球最早研发生产制造模块化供配电系统的厂家。全球模块化产全球最早研发生产制造模块化供配电系统的厂家。全球模块化产品线最长的厂家。品线最长的厂家。2-6400KVA2-6400KVA。全球模块化用户数量最多的厂家。全球模块化用户数量最多的厂家。全球模块化产品售后服务力量备品备件最完备的厂家。全球模块化产品售后服务力量备品备件最完备的厂家。APC by Schneider Electric Name Date 施耐德模块化施耐德模块化UPSUPS电源和精密配电柜电源和精密配电柜产品系列产品系列产地产地模块模块KVA最多安装最多安装模块数模块数电池数电池数最大输

58、出最大输出功率功率KVA输出配电输出配电外部外部并联并联SY LX厦门厦门451016配电盘插座配电盘插座,开关开关SYPX48厦门厦门16332485U配电盘配电盘,18个开关个开关SYPX160厦门厦门16103216036个开关，个开关，可接可接2个外部配电柜个外部配电柜SYPX250菲律宾菲律宾251048250可接可接16个外部配电柜个外部配电柜4组组SYPX500菲律宾菲律宾252048500可接可接16个外部配电柜个外部配电柜4组组SY MW爱尔兰爱尔兰2008641600可接多个外部配电柜可接多个外部配电柜4组组产品系列产品系列产地产地最大最大电流电流最大开最大开关数量关数量1

59、6A开关开关32A开关开关63A开关开关液晶显示液晶显示器与网卡器与网卡开关电开关电流监控流监控开关开关状态状态监控监控PDPM138H-5U菲律宾菲律宾200A18PDPM277H菲律宾菲律宾400A72PMM厦门厦门400A126APC by Schneider Electric Name Date SY LXSY LX系列系列 4-16 KVA N+14-16 KVA N+1模块化模块化UPSUPSAPC by Schneider Electric Name Date SY LXSY LX系列系列 4-16 KVA N+14-16 KVA N+1模块化模块化UPSUPS1. 五种柜型。小柜体五种柜型。小柜体8K N+1,中柜体中柜体16K N+1，大柜体，大柜体16K N+1长延时。长延时。2. 机架式机架式安装安装2种，种，塔式塔式安装三种。安装三种。3. 三相输入和单相输三相输入和单相输入均可。输出单相。入均可。输出单相。4. 可带输出配电盘。可带输出配电盘。APC by Schneider Electric Name Date SYPX48系列系列16-48KW模块化供配电一体化系统模块化供配电一体化系统APC by Schn