UPS应用系统及其在数据中心的作用

UPS应用系统及其在数据中心的作用目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统单机系统—供电方式一路供电output

必须是3P＋N；容量须满足Max（满载＋电池充电， UPS旁路过载容量）；输入开关需有过载分断能力，以保护系统。~--~Mains

单机系统—供电方式主路：3P旁路：3P+N稳定优质的用于旁路；主路：满载＋电池充电旁路：旁路过载容量均需要安装有自动分断能力的开关

主路、旁路分别供电单机系统—供电方式主路、旁路分别供电时，需拆掉主路、旁路的连接电缆/铜排单机系统—供电方式主路、旁路分别供电时，需拆掉主路、旁路的连接电缆/铜排去掉铜排单机系统—输出配电output

UPS上不能直接连接负载；输出配电柜应分级设置开关；开关的容量和分断能力应满足选择性。零线必须取自UPS，不能从其它地方接。~--~Mains

输出配电柜单机系统—外置维修旁路

外置维修旁路可以提供特殊情况的供电通路，提高系统可用性；外置维修旁路开关应设置特别的保护措施；输出配电柜output

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单机系统—电池

电池可用相同的多组（小于5）并联；电池需外接开关，UL33系列对开关没有要求，Hipulse系列要求专用开关（BCB）。电池到UPS的距离尽可能近。尽量使用电池架，便于以后维护电池。

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目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统1+1并机系统总负载小于单台UPS容量，另一台UPS作为备份而存在。UPS1UPS2负载1+1并机系统—供电方式单路供电

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输入配电柜1+1并机系统—供电方式

主路、旁路分别供电

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两台UPS的旁路必须是相同电源，并且旁路电缆尽可能等长。主路可以是不相同电源。市电1市电2市电21+1并机系统—输出配电

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两台UPS的输出不允许在UPS上并接在输出配电柜建议设置UPS输出开关。两台UPS的输出线应该尽可能等长。输出配电柜1+1并机系统—并机控制电缆并机控制电缆尽可能与功率电缆分开走线，最好在独立的金属走线槽内。并机控制电缆是交叉连接。并机电缆选用合适的长度（5，10，15，30）。

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1+1并机系统—电池两台UPS不能共用电池组。

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目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统1+N并机系统总负载小于单台UPS容量，其它UPS作为备份而存在。大量容量用于备份，系统冗余度大，较浪费资源。UPS1UPS2负载...UPSN1+N并机系统—供电方式单路供电

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输入配电柜output~--~Mains

1+N并机系统—供电方式

主路、旁路分别供电

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两台UPS的旁路必须是相同电源，主路可以是不相同电源。市电1市电2市电2~Mains--~outputBypass

市电21+N并机系统—输出配电

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两台UPS的输出不允许在UPS上并接在输出配电柜建议设置UPS输出开关。两台UPS的输出线应该尽可能等长。建议配置维修旁路开关。输出配电柜~Mains--~outputBypass

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外部维修旁路开关目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统基本原理——双机热备份运行系统框图串联系统从机的输出连接到主机的旁路输入；一般适用于三进单出UPS设备，20KVA以下。

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从机主机目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统N+1并机系统总负载大于单台UPS容量，数台UPS共同分担负载。多1台UPS作为备份。UPS1UPS2负载...UPSN目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统N+X并机系统总负载大于单台UPS容量，数台UPS共同分担负载。多X台UPS作为备份。系统容量冗余度较大，系统利用率较低。UPS1UPSN负载...UPSX目录单机系统冗余并机—1+1系统冗余并机—1+N系统冗余系统—串联系统增容并机—N+1系统增容并机—N+X系统双母线系统双母线系统LBS：LOADBUSSYNCHRONIZER/负载总线同步系统LBS的功能：使两个完全独立的UPS单机或并机系统的输出能在任何稳态工况下实现同步，以支持双母线的UPS配电方案

Hipulse专用LBS的功能：1、LBS持续的监视两套UPS系统输出电压的相位关系2、如果两套UPS系统的输出失去同步，并且持续超过所设定的时间（0.1~5秒），LBS将动作，使从机跟踪主机。可以通过LBS控制盒上的面板事先手动设定主机和从机，但是如果从机处于旁路的状态，无法跟踪主机的时候，LBS也可以自动的让主机跟踪处于旁路的从机。3、处于跟踪对方过程中的UPS系统，其输出可能会与自己的旁路输入不再同步，LBS可以检测到这种不同步，并可以向该UPS系统发出信号，使UPS的旁路切换被禁止，以避免UPS的静态开关发生不同步状态下的切换。4、LBS持续的监视两套UPS系统的旁路的供电情况，一旦两套系统的旁路供电正常，并且旁路相位恢复同步且持续超过5秒钟，LBS会让各UPS跟踪自己的旁路。

双母线系统LBS和UPS并机的明显区别：1、只同步，不均流2、可以让不同源的UPS同步3、可以让不同厂家的UPS同步4、不涉及UPS的控制和逻辑5、不构成可靠性的瓶颈

双母线系统双总线系统中同步的重要性：使切换过程电源波形相位连续使切换过程中不产生PPC变压器饱和电流减小电压突变对负载的冲击使切换过程中的的电流冲击和di/dt更小

左1：CH1、CH2、CH3依次为输出电压A、B、C相的相电压，CH4：输出A相电流

左图：CH1、CH2、CH3依次为输出电压A、B、C相的相电压

CH1、CH2、CH3依次为输出线电压AB、BC、CA，CH4为输出变压器原边B相电流

双母线系统典型应用：

LBS用于UPS单机

双母线系统典型应用：

LBS用于含集中旁路柜（MSS）的UPS并机系统概述——简介典型应用：

LBS用于不含集中旁路柜（MSS）的UPS并机系统双母线系统

设计思想：

1、将各UPS系统的同步基准信号汇总起来，并最终使各UPS系统工作于LBS所确定的同步基准信号。

2、只有当UPS系统之间出现不同步，并且超出了所设定的不同步范围后，LBS才会动作，否则，LBS是处于睡眠的状态。

3、为了确保UPS系统的独立性和可靠性，接入LBS系统并不需要对UPS系统本身的逻辑做任何更改。

实现方法：

1、对于数字控制的UPS，可以以通信的方式相互传递同步基准信号，并配合相应逻辑功能，实现LBS功能，如NX、Hipulse优化。

2、对于模拟控制的UPS，或者总体方案中未规划入LBS功能的数字控制UPS，一般来说可以通过后面介绍的这种外部打硬件补丁的方法，实现LBS功能。如Hipulse。双母线系统工作原理：

1、通常情况下，对UPS单机而言，UPS的旁路电压信号<BYPASS>被接入到UPS控制电路中，作为UPS输出的同步基准信号<SYS_IN>，这样的话，在旁路正常时，UPS的输出是跟踪旁路的。

双母线系统工作原理：

2、上图的虚线显示了LBS接入后的状态，可以看到，原本在机内的<BYPASS>到<SYS_IN>之间的连接被断开了，这两个信号被引入到了LBS接口盒中，并通过其中的继电器K1或K2的常闭触点将这两个信号再接到一起。也就是说，K1或者K2不动作的话，两台UPS将还是和通常的情况一样，UPS输出各自跟踪自己的旁路。

双母线系统工作原理：

3、虚线显示了LBS接口盒接入后的状态，可以看到，原本在机内的<BYPASS>到<SYS_IN>之间的连接被断开了，这两个信号被引入到了LBS接口盒中，并通过其中的继电器K1或K2的常闭触点将这两个信号再接到一起。也就是说，K1或者K2不动作的话，两台UPS将还是和通常的情况一样，UPS输出各自跟踪自己的旁路。双母线系统工作原理：

4、如果LBS的逻辑控制板检测到两路UPS的输出之间存在相位差，并持续了一段时间后，LBS会让被设置为从机的接口盒中的继电器动作，例如：UPS2被设置为从机，则K2将动作，我们可以看到，UPS2的同步输入信号<SYS_IN>在K2动作前是来源于旁路信号<BYPASS>，K2动作后，变成了来源于UPS1的输出电压<OUTPUT>，这样，就实现了UPS2的输出与UPS1的输出同步。双母线系统工作原理：

5、在强制UPS2与UPS1同步后，UPS2就不再与自己的旁路同步，此时，LBS会通过UPS2的AS400板向UPS2控制电路发出一个<BYP_DIS/ENable>的信号，命令UPS2禁止进行逆变向旁路切换的操作。BYP_DIS/ENable双母线系统工作原理：

6、在LBS强制UPS2与UPS1同步后，LBS就会检测两台UPS旁路电压信号，若两台UPS的旁路源恢复了同步并持续了一段时间后，LBS会释放UPS2的接口盒中的继电器K2，这样两台UPS又回到了各自跟踪自己旁路的工作状态。同步双母线系统工作原理：

7、假如一台UPS在逆变，另一台在旁路，则此时若LBS检测到两台UPS的输出有不同步，LBS将让逆变状态的UPS的接口盒中的继电器吸合，让逆变的这台UPS的输出跟踪处于旁路状态的UPS