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? ? ? ?熱備份連接是指當(dāng)單臺UPS不能滿足用戶提出的供電可靠性要求時，就需要再接入一臺同規(guī)格的單機來提高可靠性。任何具有旁路環(huán)節(jié)的UPS都可以進(jìn)行熱備份連接，兩臺UPS熱備份連接時.只需將一臺UPS(如UPS1)的旁路的輸入端與市電斷開，并連接到另一臺UPS(如UPS2 )的輸出端上，這樣就構(gòu)成了兩臺UPS熱備份冗余系統(tǒng)。這種連接非常簡單，當(dāng)把UPS作為主輸出電源而把UPS2作為備用機時，只需將備用機 UPS2的輸出與UPSI的旁路輸入端相連就可以了，不過此時UPS’的旁路輸入端一定要與其輸入端斷開，在正常情況下，由UPSI向負(fù)載供電，而UPS2處于熱備份狀態(tài)空載運行;當(dāng)UPS1故障時，UPS2投入運行，接替UPS2繼續(xù)向負(fù)載供電。只有當(dāng)UPS2過載或逆變器故障時，才閉合UPS2的旁路開關(guān)，負(fù)載轉(zhuǎn)為由市電供電。
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? ? ? ?兩臺熱備份連接的UPS系統(tǒng)可靠性比單臺UPS的可靠性提高了兩個數(shù)量級，并且這種系統(tǒng)的連接方式簡單易行.即使是不同品牌的機器，只要規(guī)格、容量相同，就可連接，不需再增加另外的設(shè)備.若兩臺不同容量的UPS相連，其容量只能按小的那一臺計算。這種熱備份連接方式也有它的不足之處。
? ? ? ?這種UPS的熱備份連接一般不超過兩臺，它不能增加系統(tǒng)的輸出容量，尤其是兩臺不同容量的UPS連接時，該系統(tǒng)的輸出容量不能超過其中容量較小的那一臺的功率。由于是同容量串聯(lián)連接，所以如果一臺UPS過載。轉(zhuǎn)到另一臺后仍然過載，即供電系統(tǒng)的帶載能力沒有加強。實用中很少有兩臺以上UPS的串聯(lián)連接，因此應(yīng)用場合受到了限制。
? ? ? ?UPS的熱備份的目的是確保負(fù)載設(shè)備不會在市電停電時因主機故障而斷電，計算機等負(fù)載設(shè)備數(shù)據(jù)不會丟失。而UPS的熱備份要解決的關(guān)鍵問題是旁路開關(guān)的切換要由嚴(yán)密的電路控制，不會在切換時有任何斷電情況發(fā)生。下面介紹目前常見的幾種熱備份連接方式。
? ? ? ?1.雙機主備冗余供電方式
? ? ? ?UPS處于旁路工作狀態(tài)時，負(fù)載不受UPS保護(hù)。此時，如果發(fā)生交流電中斷、過壓等故障，就將造成負(fù)載電源供應(yīng)中斷或設(shè)備損壞。因此，很自然想到用一臺UPS的輸出作為另一臺UPS主機的靜態(tài)旁路電源，這就是雙機主備冗余供電，也叫雙機串聯(lián)冗余供電，如圖2-1所示。
?? ?(1) 工作原理簡述
? ? ? ?①正常情況下，負(fù)載的工作電源由UPS主機的逆變器提供，備機處于空載運行狀態(tài)。
? ? ? ?②UPS主機故障時，主機轉(zhuǎn)為旁路供電，此時UPS備機的逆變器輸出通過主機靜態(tài)旁路開關(guān)供給負(fù)載電源.UPS主機故障轉(zhuǎn)為旁路在毫微秒的時間內(nèi)完成，不會產(chǎn)生負(fù)載電源中斷。
? ? ? ?③備機故障時，備機轉(zhuǎn)為旁路。此時主機的靜態(tài)旁路輸入的不再是備機的逆變器輸出，而是交流電經(jīng)過備機的靜態(tài)旁路開關(guān)供給，此時相當(dāng)于主機單機工作。
? ? ? ?④UPS主、備機同時故障時，UPS主、備機同時轉(zhuǎn)為旁路工作，交流電經(jīng)過備機的靜態(tài)旁路開關(guān)，再經(jīng)主機的靜態(tài)旁路開關(guān)供給負(fù)載電源。當(dāng)然，UPS主、備機同時故障的可能性極小。
? ? ? ?(2) 優(yōu)點
? ? ? ?① 安裝方便，易于實現(xiàn)。只要UPS主機具有獨立的靜態(tài)旁路輸入口，就可以很容易地實現(xiàn)UPS主、備機冗余供電，甚至是不同型號、不同品牌的UPS，都可以很方便地組成雙機冗余供電。
? ? ? ?② 可靠性高。系統(tǒng)調(diào)試時，只要將UPS主、備機的輸出電壓調(diào)整一致即可,根據(jù)實際經(jīng)驗，UPS雙機主、備冗余供電的可靠性高于雙機并聯(lián)冗余供電。
? ? ? ?(3) 缺點
? ? ? ?雙機冗余提高了UPS電源供電系統(tǒng)的可靠性，但存在以下一些缺點。
? ? ? ?①主UPS本身發(fā)生故障時.可能無法切換而造成輸出中斷。當(dāng)主UPS內(nèi)部電源板或電源模塊發(fā)生故障時，主UPS會立即停止工作，輸出中斷。此時，主UPS也不可能再從靜態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)向旁路.這時即使從UPS是好的也無濟(jì)于事.整個計算機系統(tǒng)的供電將被中斷。當(dāng)主UPS控制電路出現(xiàn)問題后，在逆變器燒毀的瞬間(此時不滿足切換條件)及出現(xiàn)一些其他原因時，也可能會出現(xiàn)靜態(tài)開關(guān)不切換而造成供電中斷的現(xiàn)象。
? ? ? ?②切換瞬時輸出出現(xiàn)間斷。UPS供電系統(tǒng)為輸出波形連續(xù)，采用先合后斷技術(shù)，即旁路通過靜態(tài)開關(guān)與逆變器輸出有一疊加過程以輸出無間斷.但這兩路電壓須***頻率、相位和幅值完全一致，否則將有可能造成切換過程中輸出的不連續(xù)。在頻率正常的情況下，主UPS為帶載工況，從UPS為空載。而在電網(wǎng)頻率偏離UPS跟蹤頻率范圍時，UPS將啟動自身晶體振蕩器，由于兩臺UPS為獨立系統(tǒng)，無法進(jìn)行“鎖相”跟蹤，如在此時發(fā)生切換過程，輸出波形將會有更大的輸出間斷時間。特別是在主UPS逆變器發(fā)生故障，強行切換時，由于無法進(jìn)行正常跟蹤，將有可能出現(xiàn)較大的間斷時間，甚至切換失敗。
? ? ? ?③在雙機主備冗余方式的供電系統(tǒng)中，增加了兩個公共故障點。一旦主UPS靜態(tài)開關(guān)出現(xiàn)故障，此時又要求切換，則會造成負(fù)載供電中斷。發(fā)生過載時，主、從UPS將依次轉(zhuǎn)旁路，這時UPS的靜態(tài)開關(guān)如出現(xiàn)問題，也將造成輸出中斷。
? ? ? ?④設(shè)備使用效率低.在整個供電過程中，始終有一臺UPS長期閑置不用，使用效率低，并且備份UPS的蓄電池長期處于浮充狀態(tài)下，蓄電池?zé)o法放電，使用壽命大大縮短,但可以增加一個主從轉(zhuǎn)換裝置，定期將主機與從機進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對主、從機的蓄電池輪流充放電，以解決此問題。但是在主、從轉(zhuǎn)換過程中，從機處于空載運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)切換過程，負(fù)載量將從。突變到100 %,整流器和逆變器將受到大電流沖擊，易于損壞，影響正常輸出，甚至斷電。
? ? ? ?⑤維修困難。當(dāng)主機發(fā)生故障，切換到從機供電時，用戶負(fù)載不能停機，無法關(guān)閉主UPS進(jìn)行維修。一旦從機出現(xiàn)故障，會造成整個供電系統(tǒng)中斷。
? ? ? ?2.多機主備冗余供電方式
? ? ? ?由于兩臺UPS同時發(fā)生故障的概率幾乎為零，因此在雙機主備冗余供電方式的基礎(chǔ)上，可發(fā)展一種更為合理、更為節(jié)省投資、更為可靠的多機主備冗余供電方式，這就是三機主備冗余供電方式。三機以上的主備機冗余供電原理與三機主備機冗余供電原理相同。
? ? ? ?(1)工作原理簡述
? ? ? ?① 正常情況下，負(fù)載電源由主機UPSI和主機UPS2分別承擔(dān)，備機處于空載備用狀態(tài)。
? ? ? ?② 主機UPS1故障時，主機UPS轉(zhuǎn)為旁路，備機逆變器輸出通過主機UPS1的旁路開關(guān)給負(fù)載提供電源。
? ? ? ?③ 主機UPS2故障時.同主機UPS1故障情況。
? ? ? ?④ 備機故障時.相當(dāng)于主機UPS1和主機UPS2分別單機工作。
? ? ? ?(2)優(yōu)點
? ? ? ?① 節(jié)省投資。比如要實現(xiàn)8okVA雙機冗余熱備份，需兩臺8okVA的UPS，而用上述三機冗余熱備份方式，只要3臺40kVA的UPS即可實現(xiàn)目的，可節(jié)省相當(dāng)一筆投資。
? ? ? ?② 避免單一故障點，增加可靠性。不論雙機主備冗余供電或雙機并聯(lián)冗余供電，其輸出線路為單路輸出口，如果輸出總線路故障或輸出線路中任何不受開關(guān)保護(hù)的負(fù)載短路，都將造成所有的負(fù)載供電中斷。而三機主備冗余供電，具有兩路輸出口，即使其中一路故障，另一路仍有輸出，因此可有一半的負(fù)載正常工作。對干具有雙路交流電輸入的計算機或計算機系統(tǒng)要雙機熱備份時，采用三機主備冗余供電方式完全可排除因電源故障而引起計算機系統(tǒng)工作中斷的可能性。