模块化UPS电源与传统UPS性能结构对比

来源：存能电气  日期：2019-05-09 10:44  浏览量：次

　　模块化UPS电源与传统UPS性能结构对比。随着通信技术、信息技术的发展，众多UPS厂商成功推出了模块化UPS电源系统，模块化UPS系统应采用符合行业标准的结构设计,对空间需求低，以模块为安装、扩容、维护单元,具备在线扩容、维护方便的特点，最大限度地提高系统的可靠性、可用性、安全性。

　　模块化UPS电源与传统UPS性能结构对比

　　①结构对比

　　模块化UPS电源相对于传统UPS在外部结构上就有所不同，它能够将所有模块安装在标准机柜中，节省占地面积和空间，便于安装使用与维护，从设计原理方面来讲，模块UPS本身就是一台UPS，包括整流器、静态旁路开关及附属的控制电路等。

　　②可靠性对比

　　UPS系统的可靠性取决于平均无故障时间（MTBF）和平均故障修复时间（MTTR）的大小。传统UPS的MTBF通常为150000小时，MTTR为（4～12）小时。

　　模块化UPS可以通过增加功率模块的冗余度来增加系统的MTBF。系统强大的自诊断功能和模块化结构可大大减少MTTR，精确的指示和大屏幕显示可帮助用户立即确认故障点。模块化UPS结构允许用户在不对负载造成任何影响的情况下，通过简单、快速地更换故障功率模块即可完成维修。

　　③维修对比

　　传统的UPS在出现故障的情况下，都需要专业技术人员到现场维修。如果采用模块化UPS，因为所有的模块都是采用热插拔，所以不需要专业的技术人员，只要有备用模块，用户也可以自己进行维护。有故障可以拔下故障模块，换上备用模块，整个过程只需要几分钟。

　　机架式模块化UPS在功率器件技术和制造工艺方面继承了传统UPS技术发展的成果，但在系统架构方面，以多模块并联为基础，不仅实现了系统模块的热插拔，而且更好地处理了系统模块独立运作、相互协作和平稳转换的关系。

　　④运行成本比较

　　传统UPS对于电池的充放电管理较单一，往往采用恒流充电、长期浮充等简单的充电方式。长期的浮充不仅会使蓄电池极板硫化，降低容量，更影响了蓄电池的性能，也就降低了UPS系统的可靠性。快速老化的蓄电池需要频繁的更换，有时会超过UPS主机的购买价格，给用户带来了很大的维护成本压力。

　　模块化UPS采用了“三阶段”智能充电系统，能够延长蓄电池30%的寿命。第一阶段，充电器在很短的时间快速补充蓄电池损失的能量；第二阶段，充电器的输出电压缓慢上升，后转为均充状态；第三阶段，由于充电电流的持续减少，充电器进入到12小时长的浮充状态。

　　传统UPS并联冗余存在的隐患

　　传统UPS电源在并机冗余运行时必然存在交流环流，当环流过大时会导致系统宕机，这是传统UPS电路结构所无法克服的;

　　传统UPS电源在并机冗余运行时，如其中任一电源内部静态开关损坏，会导致整个供电系统宕机;

　　传统UPS电源在并机冗余运行时，如均流不一致、负载功率分配不当，会导致整个供电系统宕机;

　　传统UPS电源在并机冗余运行时，如对其进行在线扩容、升级、维护风险较大，操作不当会导致整个供电系统宕机;

　　结论：传统UPS电源并机数量越多，可靠性反而降低。

　　模块化UPS电源具有哪些优势？

　　一、模块化UPS电源采用分散控制+集中调度，无需配置主从机，功率模块内DSP负责全自动化数字控制，监测控制单元负责调度，功能解耦，降低了逻辑复杂度。

　　二、超强的适应恶劣电网环境能力，模块化UPS具备超宽的输入电压频率范围：138~485V，宽输入频率范围：40~70HZ，能够适应恶劣的电网环境;延长电池寿命。

　　三、采用了领先的逆变技术，模块化UPS电源采用三电平逆变技术，三相四线MOSFET逆变使用较低的开关频率得到更高层次的变压器输出电压，因此切换损耗小，效率高，同时输入EMI滤波使得输入谐波电流更低。

　　四、超强的过载能力

　　有效减少因负载突变过载导致的输出切换次数，确保系统的安全和稳定运行最大程度上保证其设备的供电可靠性。

　　五、超强的充电能力

　　每个功率模块都具备充电功能，提高充电能力，避免了单充电板故障造成的影响。

　　六、高输入功率因数

　　在所有负载和电压的状况下输入功率因数约等于1，这意味着输入电流的需求更低，从而输入电缆、空气开关的需求更低，这将大大降低企业成本。另外由于模块化UPS电源对市电电网呈现为纯阻性的功率因数，常规一般为0.8导致前端成本高，需要额外的电容校正，降低运行效率。

　　总结：模块化UPS电源与传统UPS电源的运行成本对比更低，模块化UPS具有传统UPS不可比拟的优势，模块化UPS优势安全可靠性更高。单个模块出现故障不影响系统正常运行，无须停机等待修复，因此用户不会因UPS模块故障而造成损失。