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。
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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）。