UPS冗余系统的可靠性研究
UPS安全可靠性分析解析
4
案例三：某工厂 UPS系统误操作导
致设备损坏
经验教训总结
定期检查和维护UPS设备， 确保设备正常运行
建立完善的应急预案，应对 突发情况
加强员工培训，提高安全意 识和应对能力
定期进行安全检查，确保设 备安全可靠
确保设备安全
01 UPS作为电源保护设备，可 以防止电源波动和断电对设 备的损害。
02 UPS可以提供稳定 的 电 源 ， 确保设备在恶劣的电源环境 下正常工作。
03 UPS可以延长设备 的 使 用 寿 命，降低设备的维护成本。
04 UPS可以防止数据 丢 失 ， 确 保数据的安全性和完整性。
提高系统稳定性
成功原因：采用 冗余设计，提高
系统可靠性
效果：成功应对 多次停电事故， 保障数据中心正
常运行
经验教训：选择 合适的UPS系统， 定期维护和检查， 提高系统可靠性
失败案例分析
1
案例一：某公司 UPS系统故障导致
服务器宕机
2
案例二：某数据中 心UPS系统过载导致火灾 Nhomakorabea3
案例四：某医院 UPS系统故障导致 医疗设备无法正常工
池供电的时间
05
电池寿命：UPS 电池的充放电次
数和寿命
06
噪音水平：UPS 在运行过程中的
噪音大小
07
散热性能：UPS 在运行过程中的
散热效果
08
抗干扰能力： UPS对电磁干扰
的抵抗能力
09
故障自诊断： UPS在出现故障 时的自诊断能力
10
远程监控：UPS 是否支持远程监
控和远程控制
● UPS安全认证标准：IEC 62040-3 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-30 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-31 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-32 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-33 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-34 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-35 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-36 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-37 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-38 ● 安全认证标准：IEC 61000-4-39
UPS供电系统的可靠性分析及维护
• 135•UPS供电系统的可靠性分析及维护中国华阴兵器试验中心 王 艳 冯 敏 徐慧珍【摘要】本文以运行在集中供电方式下的大中型在线式UPS 供电系统为对象，从系统的角度出发，就如何提高其可靠性的问题加以分析和论述，并从实际工作出发对电源系统的维护工作提出了作者的一些切实可行的建议。
【关键词】UPS ；可靠性；维护1 UPS可靠性问题的提出随着通信设备的集成化、数字化程度越来越高，设备对通信电源的要求也越来越高，能为通信设备提供不间断高质量交流电的大中型在线式UPS （Uninterruptible Power Supply ）也得到越来越多的应用。
由于UPS 供电系统直接为大量的通信设备供电，因此其可靠性受到了人们的普遍关注。
目前，在UPS 的设计和制造中，由于采用了智能监控和IGBT （绝缘栅级晶体管）模块等高新技术，使得UPS 的故障率大为降低，大中型UPS 的平均无故障工作时间（MTBF ）已经达到20万-25万小时，所以，单从UPS 设备本身来看，其可靠性是很高的。
一个完整的UPS 供电系统是由多个环节组成的，它包括：UPS 蓄电池组、备用发电机组、输配电线路设备等，其基本结构如图1所示。
如果其中某一环节出现问题，都可能导致供电中断，引发供电事故，致使固定通信台站的通信中断。
图1 基本结构图从供电方式来看，集中供电的体制本身就带来了一些与可靠性有关的问题：⑴在集中供电系统中，如果某一部分出现故障，就有可能使整个系统陷入瘫痪，因此其可靠性显然是较差的。
⑵在集中供电系统中，由于许多输配电设备投入运行时间较长，其技术工艺和电气性能相对落后，设备陈旧老化现象普遍存在，因此其故障率是较高的。
⑶在集中供电系统中，由于用电设备型号繁多，且分布于台站各处，造成供配电线路距离过长，配电情况复杂，为系统故障埋下了隐患。
虽然从技术上来说，可以采用新的集中监控和冗余备份技术（即多机冗余并联）来提高UPS 供电系统的可靠性，但这也就意味着大量的资金投入。
浅析UPS的冗余连接技术（3）
浅析UPS的冗余连接技术（3）2.UPS的并联连接增加UPS供电系统可靠性的另一个方法就是并联连接，但是UPS 的并联连接并不象热备份连接那么容易。
因为所有UPS的输出阻抗不可能一样，加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都具有正负误差，则各个UPS的电压即有相位差又有幅值差，因此用普通UPS直接并联是危险的，只有具备并联功能的UPS才能并联。
从一般原理上讲，普通在线式UPS都可直接并联，但应说明的一点是，这些UPS必须由同一路电网供电，在这种情况下，因为UPS的逆变器永远在跟踪旁路市电，由于这些UPS都在跟踪同一路市电，也就相当于互相在相位上跟踪。
这些UPS在频率和相位上都是一致的，因此可以并联。
但这种并联是不保险的，因为：在相位上；虽然它们都在频率和相位上跟踪旁路，但在相位上有超前和落后之分，一般大容量UPS的相位跟踪在±3°，如果这两台并联的UPS一个是＋3°，一个是－3°那么两个并联后就有可能在相位上差了6°,这就有可能使输出电压相差30V，这将会在UPS输出端造成很大的环流，使逆变器因过载而烧毁。
在电压上；虽然是同型号、规格的UPS逆变器，但由于逆变参数和变压器参数的微小差异会导致输出电压不一样，比如一个为218V，一个为220V等，也将会在UPS输出端造成很大的环流，使逆变器因过载而烧毁。
以上两方面的差异都会导致输出电压的不一致，一方面形成环流，另一方面各相负载输送的电流也不一样，很可能出现1台过载的情况。
以上两项指标虽然可以通过一次调整而达到基本一致，但随着UPS的工作温度和时间的变化，这种平衡很快就会失去。
可以这样说，不加任何措施的几台UPS并联，其可靠性不一定比单台UPS高，甚至还要低。
UPS并联连接的优点在于它不但可以提高可靠性，而且过载、动态性能比热备份方式好得多，并且可以增容。
并联连接的方式有下述几种：①主从式并联系统；这种方式是并联系统中有一台UPS为主机，其它为从机。
UPS供配电系统的可靠性及可测试性
UPS供配电系统的可靠性及可测试性【摘要】随着时代发展科学技术不断创新，空管自动化系统已经成为空管系统不可或缺的一部分，在信息时代背景下，无论是生活中亦或是工作中人们愈发重视信息数据信息使用过中发挥的作用，并且对供电系统提出了更高的要求。
UPS不仅能够解决电力故障时出现的问题，并且在使用过程中可以提升供电质量和线式UPS运行能力。
由此可以看出该技术值得大力推广。
如今UPS已经成为空管保障系统核心之一。
文章主要对UPS供配电系统具有的可靠性及可测试性进行分析探究，以下是详细内容。
【关键词】UPS；供配电系统；可靠性及测试性UPS即不间断电源，可以将主机与蓄电池连接在一起，之后利用电路改变电能性质，该设备主要负责保证电子设备所需电力资源，例如计算机等。
若电子设备处于正常运行状态，UPS可以控制市电压；若出现供电故障UPS可以转换电流性质以此使设备处于正常运行状态，以免硬件因此受到损害。
可以看出UPS供电系统在运行过程中满足了我国各个行业核心系统提出的需求，确保电源稳定可靠，解决因供电中断而出现的问题，使供电故障防御能力逐渐提升。
1系统可靠性的基本指标为用户提供稳定电源满足用户提出的需求是UPS的核心功能，正因如此该设备得到了大量用户认可并得到广泛应用。
系统在运行过程中难免会受到外在因素或内在因素的影响出现一些不可预估的情况导致电能供应出现问题，使某些业务或者信息中断。
当UPS处于正常工作状态时，电压整体较为稳定不会出现任何问题。
但如果问题突然出现，UPS首先会对其进行分析探究，借助自身具备的功能对情况进行分析之后采取相应解决手段转换交流电和直流电，这种方式最为显著的优势有两个其一是不会影响用户生活或工作，其二使系统不会因此受到损坏。
根据上述内容可以看出，使用UPS供配电系统能够保证电源安全可靠。
因其在运用过程中较为可靠故而能够处理因中断供电引发大规模障，并且通过该设备供电防御能力也得到了一定提升。
1.1安全性想要满足用户提出的需求，不能只关注供配电系统可用性，更为关键的是要保证系统安性。
_1_1_冗余并机UPS系统与冗余式双总线_1_1_UPS系统可靠性比较分析
现代经济信息104“1＋1”冗余并机UPS 系统与冗余式双总线“1＋1”UPS 系统可靠性比较分析马学利（中国移动通信集团吉林有限公司长春分公司 吉林 长春 130021）摘 要：文章从配置方式、供电可靠性、放电时间等方面比较分析了“1＋1”UPS 冗余并机系统的和冗余式双总线“1＋1”UPS 供电系统，说明了采用冗余式双总线“1＋1”UPS 供电系统的必要性。
关键词：UPS ；冗余；双总线；可靠性；比较分析 1前言近年来，随着通信业务和通信技术的迅猛发展，通信网络规模越来越大，越来越多的数据设备在通信系统中被广泛使用。
目前在网运行的数据设备中除部分设备采用－48V 直流供电方式外，绝大多数数据设备（包括小型机、服务器、交换机、路由器、防火墙和磁盘阵列等）均采用UPS 交流供电方式。
各种业务网网元、IDC 、BOSS 等大量的高功率密度数据设备（按目前实际测算，部分机房的耗电功率密度已高达800~1000W/m2）被集中安装在一起，单一楼层机房UPS 供电所需功率达到800～1000KV A 的情况已开始出现。
同时，随着这些数据设备提供业务的重要性日益提高，其供电电源的不可用度指标要求也相应需要大幅下降。
然而，对UPS 的供电可靠性要求是在UPS 供电仅用于业务支撑系统和非关键业务的背景下提出的，如果在目前各重要业务网设备（甚至关键业务网）普遍采用UPS 供电的情况下，则这些设备提供的业务将无法达到和－48V 电源供电的通信设备一样的网络质量标准。
基于这样的通信网络现状和网络质量要求，为其提供电源的UPS 供电系统，对可靠性的要求是异常苛刻的，UPS 供电系统需要具有能365d ×24h/d 连续提供安全、稳定、可靠的50Hz 无污染正弦交流电的供电能力。
2目前普遍采用的“1＋1”UPS 冗余并机系统的特点及其问题目前的UPS 供电系统中，几乎全部采用“1＋1”冗余并机的供电方式：系统配置两台相同型号和相同容量的UPS 单机，通过各种并机方式，将两台UPS 的输出直接并联而形成并联冗余供电系统。
冗余设计在地铁UPS设备可靠性中的重要性
冗余设计在地铁UPS设备可靠性中的重要性杨磊南京地铁运营有限责任公司江苏省南京市210000摘要:本文结合UPS设备在南京地铁的应用，分析了UPS可能的失效模式及后果，阐述了UPS设备内部的控制模块冗余、辅助电源冗余、风扇冗余及通信总线冗余等对UPS设备可靠性的重要影响，提出了通过冗余系统设计来提高地铁UPS供电系统可靠性的途径。
关键词：地铁UPS UPS设备可靠性冗余设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：一、前言通信、信号、供电等系统在地铁的正常运营中起着重要作用，为了保证这些系统在主供电电源断电、过欠电压、电压尖峰、电压浪涌、谐波失真、频率漂移及噪声干扰等各种恶劣供电环境下仍能可靠正常地工作，通常在地铁建设中为这些系统设置了独立的UPS电源系统来实现可靠安全的供电。
近年来，在外部供电完全正常的情况下，由于UPS自身内部部件的故障，导致这些系统供电中断或酿成重大安全事故的事件却时有发生。
为此，本文结合南京地铁UPS在使用中的经验与实践，对UPS内部组成部件可能存在的失效模式进行探讨，提出在地铁UPS设备的应用中考虑内部关键部件冗余设计的重要性。
二、地铁通信信号供电系统中UPS的作用UPS设备在地铁通信、信号电源系统中的原理如图（1）所示。
图（1）地铁通信信号供电系统原理图这里，交流切换配电柜将交流电源进行自动或手动切换并为交流用电负载配电，UPS电源将来自交流切换配电柜的交流电经过内部变换，使其成为纯净、无瞬变、不间断的交流电源向通信信号负载供电。
三、UPS基本组成及可能的失效模式UPS设备由整流器、逆变器、旁路、电池及其控制系统等部件组成，其工作原理可简述如下：系统正常时，UPS将来自主供电源的380/220V交流电经过整流器变换成直流，一方面给蓄电池充电，另一方面通过逆变器将直流再变换成交流向设备系统供电；在主供电源中断时，关闭整流器，将储存在蓄电池中的直流电能通过逆变器变换成交流电，维持主供电源停电时设备的不间断供电。
UPS冗余并联供电方案的可靠性与可用性_刘波
UPS冗余并联供电方案的可靠性与可用性_刘波TECHNOLOGY WIND［摘要］实行ＵＰＳ冗余并联供电方案，可有效增加ＵＰＳ的容量，增强ＵＰＳ电源系统的可靠性和可用性，与过去单台ＵＰＳ供电相比，具有较大优势。
本文结合ＵＰＳ供电原理，对ＵＰＳ冗余并联供电的实施和应用进行分析。
［关键词］ＵＰＳ电源；冗余并联；供电；可靠性；可用性ＵＰＳ冗余并联供电方案的可靠性与可用性刘波（江苏永钢集团有限公司，江苏张家港２１５６２８）ＵＰＳ即不间断电源，是确保电力持续性运行的重要设备。
在ＵＰＳ装置中，配备了存储电源能量的装置，可以通过逆变器的作用而确保电源装置的恒压、恒频状态，改善了以往电压过低或过高而对电子设备造成的损坏，可确保电力电子设备的持续性、稳定性、安全性运行。
所谓冗余并联电源，则是由芯片控制两个一样的电源，在对电力要求较高的设备中应用该电源组，可较好地满足电力供应需求，确保系统正常工作。
以下将对ＵＰＳ冗余并联供电方案的相关内容进行分析：一、UPS 电源的应用原理及必要性ＵＳＰ电源设备属于电子电源系统，如果市电电源出现故障而停止供电，可通过ＵＰＳ电源为用户提供所需的交流电源；当市电的电源停止运行，ＵＰＳ就会自动转化为蓄电池供电方式，在一定时间内持续供电，以便用户设备的正常运行。
如果市电电源的停电时间较长，那么就需要启动备用的发电机组实行供电，满足负载需求；另外，当市电处于正常运行状态下，ＵＰＳ电源可以对市电电源进行优化调整，减少各种干扰问题，确保交流电源的质量。
ＵＰＳ电源可以根据其电路主结构、输入与输出方式、输出波形、输出容量及后备时间等分类，按照电路主结构分类是当前较为常用的方法之一，可包括在线ＵＰＳ、后备式ＵＰＳ、双逆变电压补偿在线式ＵＰＳ等。
过去，采用单机ＵＰＳ电源设备，其扩容性较差，安装之后不能满足基本的扩充容量要求，无法保障电源的可靠性。
因此，为了改善单机ＵＰＳ存在的不足，实现ＵＰＳ冗余并联供电，势在必行。
UPS的冗余性分析
UPS的冗余性分析UPS的冗余性分析UPS的基本作用是为负载提供高质量、不间断的电力输出。
但遗憾的是作为一种电子设备，UPS本身没有容错能力。
传统在线式UPS 系统虽然实现了蓄能供电及旁路转换过程的不间断供电，但随着电力需求标准的提高，用户渴望得到更为安全的UPS系统，甚至希望电源系统在故障、维护和维修过程中，负载仍能够得到UPS的全天候保护。
最初，用户通常选择串连热备份的冗余方式，从技术上要求比较低，参与串联的可以是普通单机，这种方案的缺点是设备老化程度不同、冗余度高（≥100%），系统转换可靠度低，不能扩容。
随后逐渐出现了1+1并联方案，这种冗余方案以100%设备冗余为代价，使系统拥有了一次容错能力；与单机及串连系统相比，可靠度得到了提高，但系统效率低下（不超过75%）。
N+1多机并联技术的出现使系统冗余度第一次降到了100%以下，并有能力构成容错性超过一次的N+X系统。
影响多机并联发展的因素主要是能够参与并机的UPS容量普遍偏大、价格较高，不太适合100KVA以下的中功率用户使用。
功率单元容量适中是模块系统的突出特点，这使得容量不足100KVA的用户也有了享受N+1甚至N+X级别安全保护的机会。
模块化系统在功率器件技术和制造工艺方面继承了UPS技术发展的成果；在系统架构方面，其以多机并联为基础，不仅实现了系统单元的热插拔，而且更好地处理了系统单元独立运作、相互协作和平稳转换的关系。
传统多机并联，因参与并联UPS功率较大，成本较高，故很难应用于中功率段用户。
由于模块功率适当，不仅使N+1或N+X解决方案对中功率段用户有了现实意义，而且统计数据表明，与传统多机并联不同，多数用户在实际使用当中，处于N+X级别的保护之下。
N+X并联冗余模式构成当今最为可靠的供电解决方案，模块。
关于UPS电源冗余运行的应用研究
关于UPS电源冗余运行的应用研究[摘要]随着计算机的应用越来越广泛，计算机已经成为人们生活工作中不可或缺的重要设备。
如果计算机的使用过程中出现了故障，就会造成很大的影响。
而电力是保证计算机正常运行的关键因素中的重中之重。
如果没有稳定的电源做保障，计算机就不能发挥其强大的功能作用。
因此，保证计算机等电力电子设备的正常供电是极其重要的。
针对目前电力系统相关部门还不能完全保证电力能够正常持续供应，UPS的开发和应用，则大大改善了电力供应中断问题的解决方式和措施，现本文就针对UPS电源冗余运行的应用进行相关的探讨，提出UPS多机冗余运行的可行性及实施办法。
【关键词】不间断电源；冗余运行；双机并联UPS（Uninterruptible Power System ）是不间断电源的英文缩写，顾名思义，不间断电源就是指保持电力持续正常运行的设备。
UPS的装置中设有储存电源能量的配置，并且可以利用逆变器保持恒压恒频的电源装置，这种装置极大的吸收和改善了电压过高或过低给电子设备带来的冲击，维护了电力电子设备的稳定运行。
而冗余电源则是指两个完全一样的电源由芯片控制的电源组，冗余电源主要是应用于对电力要求较为严格的设备中，一般用于服务器的电力供应。
这种电源组是通过两个电源的相互配合相互补助来达到电力供应的持续稳定，保证服务器的正常工作和系统安全。
一、UPS电源存在的问题由于目前大多数的UPS电源在设计上存在各装置的UPS电源容量大小不一、品牌多样、规格差异等问题，且设置无统一性，给维护检修造成较大困难，系统可靠性降低，前后总投资成本上升。
目前运行的UPS电源主要存在以下情况：1、很多UPS电源使用时间较长，故障发生频率越来越高，但又没有统一的零件配件，增大了维修的难度，也增加了UPS电源的费用成本。
2、维修过的UPS电源，其运行效果仍难以令人满意，且可能随时发生故障。
3、UPS电源配置零散，资源无法共享，运行中发生故障无在线热备机。
UPS供电系统可靠性的探讨
UPS供电系统可靠性的探讨【摘要】对于工业企业的安全与稳定生产来说，供电系统的可靠性现在尤为重要。
目前我国的大多数供电系统都会采用不间断电源，即UPS供电，但在实际的应用过程中，UPS的并联冗余的运行方式仍然存在着很多的问题，需要不断的改进和完善，从供电的可靠性角度来分析，可以研究UPS运行方式和配置方式的可靠性。
本篇文章通过对UPS进行合理的组合和应用，分析在供电过程中UPS的可靠性及维护保养，以系统的方式分析如何提高UPS供电系统的可靠性，并在实际工作中对电源系统的维护工作提出可行的建议。
【关键字】UPS供电系统；可靠性；探讨【正文】UPS即不间断电源就是可以将蓄电池和主机连通在一起，通过主机的模块电路将直流电转变为交流电。
通过使用UPS供电系统可以提升供电的可靠性，确保系统可以以最佳的状态安全稳定的运行。
一、UPS可靠性问题的提出。
随着经济的发展，通信设备更多趋向于数字化和集成化设备，对于通信电源的要求也随之增加，UPS供电设备，凭借着其不间断的高质量交流电，能够为通信设备提供越来越多的帮助，因此在实践中也被广泛重视起来。
目前在UPS的设计和制造过程中，由于采用了智能监督的模块的新技术，使得UPS很少出现故障，从UPS设备本身的特点来看，可靠性程度是很高的。
一般情况下完整的UPS供电系统有很多个环节，包括UPS蓄电池组、备用发电机组、输配电线路设备等等。
它的结构图是环环相扣的，一旦某一个环节存在问题，就可能导致整个系统出现供电中断的故障，引发供电事故，致使通信设备中断。
这种集中供电的体制本身就存在着与可靠性息息相关的很多问题，从供电方式来看，集中供电系统中一旦某一部分出现故障，很可能会导致整个系统进入瘫痪。
从这个角度看，可靠性显然是非常差的。
由于许多输配电设备在投入运行的时间很长，技术工艺和电气性能相对较为落后，设备也很陈旧，这种现象是非常普遍存在的，因而也会使设备的可靠性降低。
除此之外，用电设备的型号复杂多样，使得输配电线的线路距离过长，配电情况十分困难，这也会给日后的供电故障埋下较大的隐患。
UPS“1+1”冗余并机电源系统可靠性分析和实现
UPS“1+1”冗余并机电源系统可靠性分析和实现班晓明摘 要:本文首先简要介绍ups冗余并机系统的特点,接着结合实际冗余配置方案,阐述其应用可靠性。
关键词:冗余并机;可靠性;DCS中图分类号:F123.16 文献标识码:A文章编号:CN43-1027/F(2008)8-196-01作 者:中国石化集团巴陵石化分公司;湖南,岳阳,414000一、装置原UPS配电系统以及改进要求我事业部环己酮装置的控制仪表原配电系统是采用单段供电、单UPS输出;三入单出10K VA带内部旁路开关;在配置DCS 电源系统时,还配置一路外部旁路,其目的是当UPS故障时切换到外部供电,以便对UPS进行维修保养;在实际应用中发现这种电源配置存在较大的缺陷和安全隐患。
当一段电源掉电时, UPS靠蓄电池供电,如果不及时处理,就有可能致使整个装置停车;或者当UPS出现故障而内部切换不起作用时生产装置也只能停下来;而在UPS正常运行时,也不能对其进行离线检修和对蓄电池定期维护。
从上述可知,装置原控制系统的配电,完全不能满足石化集团总部对控制仪表配电系统的要求;要想达到要求,就必须对其进行改造;因此我们提出UPS双机冗余方案。
具体的冗余方案主要有主从式冗余、切换式冗余和并机式冗余三种方式。
在这三种方式中,并机式冗余系统的可靠性最高,即由两台或两台以上(本文以2台为例)的UPS并机同时向负载供电,在容量上至少冗余一台UPS的容量。
当其中任何一台UPS出现故障时,故障机退出,另外一台UPS仍可正常向负载供电,这就大大提高了整个UPS电源系统的可靠性。
这种允许一台单机发生故障的并机系统称为冗余并机系统。
冗余并机系统具有以下特点:(1)相位和幅值相同,以保证两台UPS之间无破坏性的环流产生。
(2)负载均分。
UPS并机后,各UPS输出电流必须均匀分配。
(3)统一切换。
当UPS并机系统中任何一台逆变器出现故障(过载、短路或由于电池过放电而停止工作等)时,均不能将本身的负载单独转到旁路通道,而是将负载分配到与其并机的其他UPS中,只有并机系统中所有UPS的逆变器停止工作时,才转到旁路通道。
UPS冗余运行可靠性的理论探讨
UPS冗余运行可靠性的理论探讨作者：寇振海来源：《中国新技术新产品》2016年第06期摘要：本文从理论层面对两种具备较高可靠性的UPS供电方式展开探讨，既分析了这两种方式的供电流程，更详细介绍了各自在供电过程中所具备的优势，同时，还从经济层面对UPS的各种冗余运行方式展开探讨，希望起到一定的参考价值与参考意义。
关键词：UPS；冗余运行；理论层面；可靠性中图分类号：TN86 文献标识码：A一般而言，1台UPS设备在投入使用的过程中具有唯一性，如果出现故障时，将使其他供电设备都出现断电状况，因此，重要设备的供电过程中，1台独立的UPS设备远不能满足用电要求。
针对此种情况，为了使供电方式更合理、可靠，在行业内部会将多台UPS设备进行组合，使这些设备的用电需求得以满足。
本文主要从理论层面探讨了两种可靠性极高的供电方式。
一、UPS冗余运行可靠方式的理论探讨（一）改进型的（N+1）UPS冗余供电可靠方式此种类型的供电方式将双UPS系统与IDC双总线系统各种的冗余要求进行有效结合，使新供电方式中的UPS不仅充分具备冗余的相关功能，而且在输出上也真正做到独立双路，使整个供电系统得以独立运行。
UPS在其中具有不均等的作用，如果系统通过3+1的分散性冗余方式进行运行，则4台不同的UPS设备均处于各自的运行状态中，在运行过程中，由序号为1、2、3的UPS设备独立承载供电系统中的负载，当单台UPS进行运行时，则能够满载运行。
在这一供电方式中，序号为4的UPS设备作为备用，一般情况下处于空载的状态，只有当主用UPS系统中的任意一台UPS设备出现故障而停止运行时，这台设备原本承担的负载通过切换ATS而转换给UPS4设备机械承载，从理论的角度进行探讨，此种供电方式具备十分突出的可靠性，其优势也可总结为以下三点。
第一，此类供电方式一般适用于对终端设备的数量要求以及可靠性要求均较高的场所。
第二，此类供电方式中的4台UPS均能够单独运行，且独立输出，因此，在UPS的各个系统中杜绝了并机系统内较常发生的各种隐患与问题，如环流、相差、幅度差以及均载等，另外，还在很大程度上减少了各个UPS之间运行时的通讯故障风险。
浅谈不间断UPS 供电系统的可靠性
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第16期·69·文章编号：2095－6835（2020）16－0069－02浅谈不间断UPS 供电系统的可靠性郑怀玉（科华恒盛股份有限公司，福建厦门361000）摘要：随着现代化工业生产进程的推进，经济市场的生产需求量也越来越高，因此需要不同形式的能源来维持日常的工业化生产体系运作。
其中，电力系统的能源供给量占有较大的比例。
基于此，主要对UPS 供电系统的可靠性进行了全面、深层次分析，介绍了几种常见的UPS 冗余供电模式，并列举了实际的运用案例进行辅助，详细论述了有关双总线供电模式的市场应用，希望为后续的科学研究提供可行的技术支持。
关键词：UPS ；供电系统；稳定性；UPS 冗余供电模式中图分类号：TN86文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.16.029据相关资料显示，所谓UPS 即不间断电源，指在原有的供电系统基础上，将蓄电池与主机进行统一连接，然后通过主机的逆变器等多类模块电路进行直流电流的转换，从而生成用于市场供电的系统设备。
在常用的供电系统中，使用UPS 能够有效提高整体系统的稳定性和可靠性，从而保证电力系统正常运作。
由此可见，为进一步提高基于不间断UPS 供电系统的安全性，要对影响其可靠性的原因进行综合性探讨，并研发出先进的改进技术，从更深层次提高国家供电系统的工作效率和经济效益。
1数据中心机房设备类别以及用电特点传统的数据机房中有不同类别的电力设施设备，例如，网络交换器、主机服务器、转换器、路由器、储存设备等。
按照电源设备进行分类可分为单设备和冗余设备。
其中，单电源设备的结构电源模板只有一个，一旦在供电的过程中出现差错或者电源本身出现损坏，该设备就不会正常运行；冗余电源设备指在电源模块中存在多余的电源，又被称为双电源设备。
当多个电源同时承担系统的电负荷时，即便其中一个模块出现问题停止运行，其余电源模块也会继续承担所需要承担的系统电源负载，从而有效提高供电系统的稳定性和可靠性。
常用UPS冗余系统的可靠性分析
时刻失效 的速率， 也称为瞬时失效率。 可靠性 与失效性 ， 同时又要尽可能地 降低建设 成本， 还要兼顾施Ｔ简便 、 建设周期短、 对原有系统影 响最小等 因素。 在此 ， 笔者根据本单位Ｕ Ｓ Ｐ 系统扩容 实 践， 罗列出常见 的几种Ｕ Ｓ Ｐ 系统冗余设计方 案， 并逐一 分析其可靠性， 以供大家在进行Ｕ Ｓ Ｐ 系统设计和改造时
并联 系统的结构如图３ 所示。
表 １各供 电部件的可靠度
一豳 Ｒ ＿一 Ｒ 一 ：！ １ ３ ＲＲ ｎｎ ’
图 ３ 并联 系统 的 结 构
２ Ｐ ＩＩ 台Ｕ Ｓ＋冗余并机单路输 出系统可靠度计算为：
Ｒ－ ｌ［ （ Ｒ ）× ３Ｒ ｘ ５Ｒ－．５ ０ （） ｓ １ １ ２２ ｘ ４Ｒ ｘ ｓ ９ ８ ６ Ｒｘ一 一 １ ０９ ０ ８
图４ ２ Ｐ Ｉ Ｉ 台Ｕ Ｓ ＋ 冗余并机单路输 出系统 的电路模 型
我 们 假设 各 供 电部 件 的可靠 度 均 为９ ．％，即 ９９
０９ ９ 见 表 １ ． ， ９ 所列 。
其可靠性也就越低 。 一个系统中结点数 越多故障率越
高 就 是这 个道 理 。 （ ） 二 并联 系 统
图５ 示 。 所
２ Ｐ ＋ 冗余并机双路输出系统 的电路模型如 台Ｕ Ｓ １１
墨 匾
Ｒ５
Ｒ６
墨■
圈 Ｐ冗余设计方案 ＵＳ
根据 最新 的 《 电子 信 息 系 统 机 房 设 计 规 范 》
（ Ｂ ０ ７ — ０ ８ 的要 求 ， 别 重 要 的 机 房 必 须 配 置 Ｇ ５ １４ ２ ０ ） 特
统 的可靠度 。 对于多个设备组成的系统 ， 主要有以下几
种类型。
（ 串联 系统 一） 串联系统 的结 构如图２ 所示。
UPS可靠性探讨
摘要 ： 控制系统的供电可靠性对工业企业的安全生产和长周期可靠运行 至关 重要。 目前控制 系统 基本上都 采用不问断
电源 ＵＰ Ｓ供 电 ， 在 实 际使 用过 程 中 ｕＰ 但 ｓ的 并 联 冗余 的运 行 方 式仍 然存 在 一 些 不 足之 处 需 要 改 进 和 完 善 ， 仪 表 供 电 的 可 靠 从
流后 的市 电逆 变为 电压 稳 定 、 率 稳 定 、 形 好 、 频 波 抗
ＵＰ Ｓ的容量 。并 联 ＵＰ Ｓ也 可 以分 为 无 旁 路 并 联 和带 旁路 并联 两种 类型 。
１２ ３ 冗 余 ＵＰ ．． Ｓ
冗 余 ＵＰ Ｓ分为 备用冗 余 和并联 冗余 。备 用冗 余是 当运 行 的 ＵＰ Ｓ单 元 故 障时 ， 用 ＵＰ 备 Ｓ投 入 运
经交 流稳 压 电路 直 接输 出给 负 载 ， 变 器 不 工 作 。 逆
并 联 ＵＰ Ｓ是 指并 联 ＵＰ Ｓ单 元 或 并 联 某 个局 部单元 ， 把 系 统 作 为 单 台 ＵＰ 应 Ｓ看 待 ， 联 ＵＰ 并 Ｓ
当市 电 中断后 ， 启 动 逆 变 器 ， 再 由蓄 电池 经 逆 变 器 供 电给负 载 ， 转换 时 间 为 ５ ８ｍｓ 其 ～ 。此 类 运行 方
１ ２ Ｕ Ｓ的配 置类 型 ． Ｐ
转换 开关 是 一 个 或 Ｎ 个 开 关 组 成 的 ＵＰ Ｓ开
蓄电池取代 ， 同样输 出高质量 交流 电 。若带 旁路 ， 则 其 ＵＰ Ｓ就 为带 旁 路 双 变换 式 。在 Ｕ Ｓ整 流 器／ Ｐ 逆 变器发生 故障 时 ， 自动切 换 至旁 路或 检 修 时手 动 切 换至旁路 。此 类运 行 方 式 的 优点 ：供 电可 靠 性 高 、 供 电质量 高 、 切换次 数少 ； 缺点 ： 设备故 障率高 。 ｃ 在 线互动式 。是后备 式 的变种 ， 市 电正 常 ） 在
UPS供电系统可靠性的探讨
UPS供电系统可靠性的探讨作者：张光华来源：《科技与创新》 2015年第21期张光华（艾默生网络能源有限公司，广东广州 510000）摘要：探讨了UPS 供电系统的可靠性，介绍了常见的UPS 冗余供电模式，并结合具体实例，详细论述了双总线供电模式的应用，以期能为相关人员提供参考借鉴。
关键词：UPS；供电系统；供电模式；逆变器中图分类号：TN86 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.21.078所谓“UPS”，即不间断电源，是将蓄电池与主机连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
使用UPS 供电系统对提高其供电可靠性，保证系统的安全运行至关重要。
因此，我们需要采取有效的措施，解决UPS 供电中存在的问题。
基于此，就UPS 供电系统的可靠性进行了探讨。
1 数据中心机房设备分类及用电特点数据中心机房设备包括网络交换机、路由器、服务器、小型机、存储设备等。
按电源类型，可分为单电源设备和冗余电源设备。
单电源设备指只有一个电源模块，一旦供电出现问题或者电源本身出现问题，设备就会宕机；冗余电源设备有多个电源模块（一般为1+1 冗余，称为“双电源设备”），多个电源模块平均承担系统负荷，一个电源模块出现问题停止供电时，剩余的电源模块便承担所有的电源负载，设备供电可靠性高。
2 常见的UPS 冗余供电模式2.1 串联单总线供电模式两套UPS 系统分别作为UPS 主机和UPS 备机。
UPS 备机的输出作为UPS 主机的静态旁路电源，这就是主备冗余供电，也叫作双机串联冗余供电，如图1 所示。
系统正常运行时，由主机供电，备机处于空载备用状态。
主机故障时，负载切换到主机旁路，由备机承担负载供电。
串联单总线供电这一模式可以在保留现有UPS 的情况下，扩充改造无冗余的UPS 系统，以获得一定程度的冗余。
只要UPS 主机具有独立的静态旁路输入口，就很容易实现UPS 主、备机冗余供电。
不间断UPS供电系统的可靠性分析
不间断UPS供电系统的可靠性分析摘要：随着社会的发展与进步，人们对于电力能源的需求不断增加，UPS供电系统的出现在很大程度上满足了人们在生产生活中的用电要求。
特别是在一些大型设备的使用中，它更是起到了非常重要的作用。
可以说，UPS系统的使用，有效的提高了电力能源的可靠性。
因此在实际应用中我们需要进行不断的完善，从而更好的确保用电质量。
基于此本文分析了不间断UPS供电系统的可靠性。
关键词：UPS；供电系统；可靠性1、UPS发展随着电子计算机的发展，人们对电源的质量的要求也越来越高，开始使用各种稳压滤波电源。
但随着电子计算机被广泛的应用以及地位的提高，使得人们对电源的安全性、稳定性有了更高的要求，随后就出现了UPS。
与普通的稳压滤波电源相比，UPS的质量更好，稳定性更高。
当电网电源出现中断时，UPS能继续提供供电，在一定时间范围内，其提供的电源质量高且稳定，确保用户有时间保护相关数据，保证了生产安全。
UPS供电系统作用：某些供电系统要求不间断交流供电，UPS设备作为整体系统的核心，其功能体现在两个方面，一是确保负载供电不间断，二是对负载供电质量与改善。
对于通信设备而言，交流输入不间断性与自身性能、技术标准相关，与整体系统设计方案也存在密切关联。
UPS电源系统能够确保充电设备连续供电安全、可靠、输出稳定，不存在谐波与瞬变，并且具备电力保护功能。
遇到断电情况时，UPS能够持续为负载供电，电力不稳定时，避免UPS电源负载受到浪涌冲击、欠压的危害，从而是供电质量得以全面改善。
在供电系统故障时，UPS能够全面保护负载，同时对于短路、过载、电池过放等也能起到明显防护作用，从而为负载创造良好的工作环境。
2、不间断UPS供电系统的可靠性2.1UPS的可靠性分析一般来说，在UPS的设计过程中，为了有效的提升其可靠性，应选用模块化、集成化的电器元件。
如果使用了过多的元件，则其可靠性必然会受到影响。
因此，可从软件角度出发尽可能的减少元件的使用。
冗余系统可靠性分析及计算方法
99.6000000000000000%
99.5000000000000000%
99.4000000000000000%
99.3000000000000000%
99.2000000000000000%
1
2
3
4
5
9、
串联系统可靠性模型和计算公式：
如上图 1，假设串联系统各个子系统的可靠性分别用 R1、R2、……、Rn 表示，则串联系统
的可靠性计算公式为：R=R1×R2×…×Rn。
10、
并联系统可靠性模型和计算公式：
如图 2，假设并联系统各个子系统的可
靠性分别用 R1、R2、……、Rn 表示，则并
联系统的可靠性计算公式为：R=1-（1-R1）
120.0000000000000000%
100.0000000000000000%
80.0000000000000000%
60.0000000000000000%
系列1
40.0000000000000000%
20.0000000000000000%
建立公式的思路如下：
1、 3 台 UPS 全部正常工作，计算公式是：R=0.92992! =0.804149442。
2、 2 台 UPS 正常，1 台失效。分别有 1 号、2 号、3 号子系统失效三种组合。计
算公式是： = 3×0.92992! ×0.07008 = 0.181805294。
将上述两种情况相加，即得出这个冗余系统的可靠性，计算公式是：
正常和失效两种，一共有 4096 种组合，其中有 299 种组合其正常的子系统数量
大于 9，即有 299 种组合可以让这个冗余系统正常工作。
UPS冗余系统的可靠性研究
原理简单等优点。随着控制水平 的不断提高， 以及大容量全控器件的发展， 高频整流技术得到 了广泛的应用， 这种高效的数字控制方法， 可 以让谐波 电 流降到３ 、 功率因素达Ｎｏ ． ９ ９ ， 从而实现 电源系统的绿色发展 。
初级并联是将几台Ｕ Ｐ Ｓ 共用一组静态旁路开关，同时在系统 中增加并
联柜来平衡负载 电流。为了提高供电系统的可靠性能 ， 需要将ＵＰ Ｓ 并联， 并 且在原有的基础上增加一些检测环节，同时必须将原有 的静态线路开关拆
、
ＵＰ Ｓ 技术性能分析 很多用 电场合对供 电质量要求很高， 电源系统要具备高可靠性 ， 尤其是
科 学研 究
科学与财 富
Ｕ Ｐ Ｓ 冗余系统的可靠性研究
李明英
摘
（ 中冶赛迪集 团重庆赛迪冶 金有 限公司） 要： ＵＰ Ｓ 是一种新 型的电源系统 ， 具有负荷稳定、 供电不问断、 安全性能高 、 抗干扰能力强等优点。 笔者结合 多年的实践经验 ， 对ｔ ｎ ， ｓ ￣技术性能做
了简要的阐述和分析， 并对 提高Ｕ Ｐ Ｓ 冗余系统的可靠性进 行了研 究。 关键词 ： ＵＰ Ｓ 电源 冗余系统 可性能有一定的提高， 但也存在一些 比较明显的
随着 电力技术的发展， 人们对供 电质量的要求也提到了新的高度 ， Ｕ Ｐ Ｓ 是一种新型的 电源系统 ， 具有负荷稳定、 供电不 间断、 安全性能高 、 抗干扰能 力强等优点 。 这种新型的电源系统在各行各业得到了广泛的应用 。 笔者结合
发展新技术、 定期预 防维护、 及时更换老化设备 、 增加系统冗余性等方面来 提高供 电系统的可靠性 ，从而保证供 电的高质量标准和 电力设备运 行的稳
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UPS冗余系统的可靠性研究
摘要：ups是一种新型的电源系统，具有负荷稳定、供电不间断、安全性能高、抗干扰能力强等优点。
笔者结合多年的实践经验，对ups的技术性能做了简要的阐述和分析，并对提高ups冗余系统的可靠性进行了研究。
关键词：ups电源冗余系统可靠性研究
前言
随着电力技术的发展，人们对供电质量的要求也提到了新的高度，ups是一种新型的电源系统，具有负荷稳定、供电不间断、安全性能高、抗干扰能力强等优点。
这种新型的电源系统在各行各业得到了广泛的应用。
笔者结合多年的实践经验，对ups技术性能做了简要的阐述和分析，并对提高ups冗余系统的可靠性进行了研究，有一定的参考意义。
一、ups技术性能分析
很多用电场合对供电质量要求很高，电源系统要具备高可靠性，尤其是中途不能断电。
从电力电子技术角度去分析，ups系统主要利用了以下几种关键技术：
（1）并联技术的应用
在工业生产、火车站等特殊场合，对ups电源的容量要求很大，有时达到几十兆伏安。
由于受到相关技术的制约，ups电源要并联才能满足实际要求，并联技术的应该是解决电能均流问题的关键，而且可以让供电系统具备一定的容错功能，从而形成‘冗余式’容
错供电系统。
常用的ups并联技术主要有：分散式、集中式、从式并联、环链式和无线式等等。
（2）逆变技术的应用
逆变器是ups系统的核心部件，它对保证电源的平稳性起到至关重要的作用。
实际应用总主要以这两种逆变器为主：一种是高频机逆变器。
它的装置体积比较小，可以对输出电压进行独立控制，当可靠性和安全性较低。
另一种是工频机逆变器，它能为用户提供稳定的隔离电源，具备很好的谐波抑制效果，而且单向负载的过载能力强，但在实际应用中，存在着三相电源互相耦合、装置体积比较大等缺点。
（3）整流技术的应用
ups系统中主要采用晶闸管整流技术，它具备功率高、控制方法成熟、原理简单等优点。
随着控制水平的不断提高，以及大容量全控器件的发展，高频整流技术得到了广泛的应用，这种高效的数字控制方法，可以让谐波电流降到3、功率因素达到0.99，从而实现电源系统的绿色发展。
（4）诊断和控制软件的应用
控制软件能够实现各种信号的采集，并对系统运行状态实现智能监测、调节和管理。
当ups出现故障时，诊断软件能够迅速对故障进行判断和评估，通过光、声等信号告知技术人员，同时把相关数据保存到数据库里面，生成信息档案。
二、提高ups冗余系统的可靠性分析
为了提高电源供电系统的可靠性能，通常将两台或者多台单机联起来组成双机或多机ups冗余系统。
当某台ups发生故障，不会导致整个系统断电。
连接方式可以分为以下几种：
（1）主/从串联方式。
早期的ups电源系统主要采取这种连接方式，它具有连接简单、成本较低等优点，对整个系统的可靠性能有一定的提高，但也存在一些比较明显的弱点，如设备使用效率低、维修困难、ups本身发生故障时可能导致输出中断、曾加了系统的公共故障点。
（2）初级并联方式
初级并联是将几台ups共用一组静态旁路开关，同时在系统中增加并联柜来平衡负载电流。
为了提高供电系统的可靠性能，需要将ups并联，并且在原有的基础上增加一些检测环节，同时必须将原有的静态线路开关拆除。
这种方式比主/从串联方式的可靠性有了较大的提高，但也存在一些弱点：当负载是非线性负载时，可能导致逆变器烧毁；当平衡检测环节存在故障时，各ups间容易产生环流，最终导致逆变器的烧毁；当静态开关本身出现问题时，整个ups 系统容易出现输出中断，不能正常输出。
（3）高级并联方式
高级并联的工作方式是由并联通讯板块实现的，它的工作方式相当于计算机在并行工作。
在整个系统中，其中一台主机起到导航的作用，假设导航主机为a#机，那么整个系统将由a#机发出的脉冲控制所有并联的系统工作，如果a#出现故障或者未启动，b#机会自
动取代a#机的作用而升为导航机，控制其他的ups，当a#机恢复正常时，它又变成导航机。
这种变联方式大大提高了整个ups系统的可靠性性能，它所有的ups都由导航机控制信号所控制，不但解决了初级并联不可避免的内部环流问题，也保证了ups间动态特性和输出参量完全一致，。
由于这种高级并联方式可靠性高，连接简单，动态特性好，它已经被广泛采用。
三、供电线路和保护电器的可靠性分析
为了保证整个系统的可靠性，供电线缆的质量也要达到一定标准，对于火灾危险场合，要采用耐火或阻燃电缆，电缆的截面还要满足从ups出口至电源柜之间压降小于2v，为了减小压降和提高线路的可靠性，在电磁干扰不影响控制系统的前提下，ups电源离控制室越近越好。
对于熔断器和断路器的选择上，可以按照上级断路器的脱扣器电流值来选择，上端熔断器熔体电流至少是下级熔断器熔体电流的两倍。
上级和下级保护电气之间还要有级间配合，当发生过载和断路故障时，应保证下级保护电器动作。
只有各保护仪器配合好，才能保证供电的稳定性。
结言
随着电力电子技术的不断发展，ups冗余系统成为各行各业供电系统不可或缺的组成部分。
广大电工技术人员要不断提高自己的职业水品，通过发展新技术、定期预防维护、及时更换老化设备、增加系统冗余性等方面来提高供电系统的可靠性，从而保证供电的高
质量标准和电力设备运行的稳定性。
参考文献
[1]李新华. 提高ups电源可靠性的研究[j]. 硅谷. 2011 （16）
[2]马亮. 浅谈ups电源的技术性能及可用性[j]. 科技与企业. 2012 （01）。