全面解析模塊化UPS電源和高頻機UPS的優缺點

來源：存能電氣  日期：2019-01-09 10:49  瀏覽量：次

　　全面解析模塊化UPS電源和高頻機UPS的優缺點。模塊化UPS電源和高頻機UPS有什么區別？UPS發展到現在,市場上有著各種各樣的機型,其中包括工頻機、高頻機、模塊化機型等。隨著社會供電環境對綠色電源和節能降耗的產品需求不斷增加，綠色節能模塊化UPS電源正在大規模的發展。

　　模塊化UPS電源和高頻機UPS優缺點：

　　1、高頻機UPS電源優缺點介紹

　　高頻UPS電源又稱模塊化高頻UPS電源，這種UPS電源主要采用采用抽屜式高智能模塊化設計，可通過增減柜內UPS模塊來滿足功率輸出輸入及可靠性要求，具有極大的彈性，實現最佳性價比。

　　具有易插拔功能，不僅可以通過增減機柜內的模塊來滿足功率輸出及可靠性要求，只要冗余允許還可以在線進行維護，實現零維修時間。采用全數化控制技術，集中了當今電力電子和自動控制領域最先進的技術成果，是UPS行業技術革命的一塊里程碑。

　　高頻UPS電源有體積小，重量輕;對市電電壓波動的適應能力較強;可以使用市電輸入功率因數達到0.99以上，使市電輸入電流的諧波含量小于5%，對市電電網的污染小，可以消除可聞噪聲(包括電噪聲和機械噪聲)等優勢。

　　高頻機UPS必須采用可以在20kHzUPS中工作的高頻IGBT,這種IGBT價格貴、貨源少，有嚴格的電壓、電流工作區域，抗沖擊能力差，可靠性低，故障率高。

　　2、模塊化UPS電源優缺點介紹

　　從設計原理方面來講，模塊本身就是一臺UPS電源，包括整流器、靜態旁路開關及附屬的控制電路等。模塊化UPS最大的優點是能夠提高系統的可靠性和可用性，一個模塊出現故障并不會影響其他模塊的正常工作，其可熱插拔性能夠大大縮短系統的安裝和修復時間。

　　可見，模塊化UPS電源的系統結構極具彈性，功率模塊的設計概念是在系統運行時可隨意移除和安裝而不影響系統的運行及輸出，使投資規劃實現“隨需擴展”，讓用戶隨業務發展實現“動態成長”，既滿足了后期設備的隨需擴展，又降低了初期購置成本。

　　用戶在預計UPS電源容量時，時常會出現低估或高預計等情況，模塊化UPS電源有效的解決以上問題，幫助用戶在未來發展方向尚不明確的情況下分階段進行建設和投資。當用戶負載需要增加時，只需根據規劃階段性的增加功率模塊。

　　模塊化UPS電源可以根據當前的業務需求進行配置，并且能夠在以后添加更多的模塊。這種系統的優化能力顯著降低了總擁有成本。模塊化設計在重新配置功率以滿足不斷變化的業務需求方面，提供了極大的靈活性。在安裝、升級、重新配置或移動模塊化系統時，其獨立組件、標準接口以及簡單的操作既節省了時間又節省了費用。

　　制約機架式模塊化UPS電源發展的難點主要集中在功率密度的提高和并聯數量的增加及降低價格三個方面。受到體積的限制，在UPS模塊功率加大的情況下，散熱就成了大問題。在實際應用中，所有UPS的輸出阻抗不可能一樣，加之各逆變器的輸出電壓和市電電壓鎖相都具有正負誤差，則各個UPS的電壓既有相位差又有幅值差，這些都限制了并聯臺數的增加，進而限制了整機功率的提高。

　　在同一功率水平下，模塊化UPS比傳統的UPS價格貴的多。

　　高頻模塊化UPS和UPS工頻機的對比：

　　1.體積：高頻機模塊化UPS體積重量小

　　工頻機UPS體積重量都很大，一般標準機房的承重和載貨電梯的標準尺寸常常都無法匹配工頻機UPS的重量和體積。

　　高頻模塊化UPS在同等指標下，高頻模塊化UPS可以比工頻機UPS節省大約57%的占地面積和67%的重量。

　　2.環境適應：高頻機環境適應污染小

　　工頻機UPS一般在200kVA以下的輸入電路采用可控硅6脈沖整流，輸入功率因數不超過0.8，諧波電流有30%之大。如果前面接發電機，發電機的容量至少要3倍于UPS功率，干擾了其他設備的正常工作。

　　高頻模塊化UPS電源皆采用高頻脈寬調制型IGBT整流技術，對電網適應能力強，不帶濾波器是輸入PF可高達0.99，諧波電流小于等于3%，與發電機的容量得到最佳匹配。

　　3.能耗：高頻機節能環保效率高

　　工頻機UPS半載效率一般為88%左右；此外，聽得見的機械噪音和聽不見的電噪音，分別影響設備的穩定度和人的身心健康。

　　高頻模塊化UPS半載效率可達95%，工作頻率20kH以上，該頻率人耳聽不到。輸入功率因數高達0.99以上，幾乎是線性，對外的噪音幾乎為零。

　　4.可靠性：高頻模塊化可靠運行風險低

　　工頻機UPS器件SCR與IGBT均為成熟器件，拓撲為成熟拓撲，可靠。變壓器直接并聯，容易產生環流，環流路徑暢通無阻。同時使用數字和模擬相結合的技術。

　　高頻模塊化UPS器件SCR與IGBT均為成熟器件，可靠，拓撲為成熟拓撲，但高頻機可實現更寬的電壓、頻率輸入范圍。并機環流，回路上多個二極管，電壓偏差只要小于二極管的開通電壓就不會形成環流，環流處處受阻。全部使用數字電子技術，從技術層面更加可靠。

　　5.維護成本：高頻機節能環保效率高

　　工頻機UPS內部結構復雜，維修需要專業運維工程師，并且需要轉維修旁路，有業務中斷風險。

　　高頻模塊化UPS電源支持在線熱插拔，無需轉維修旁路，5分鐘即可完成維護，簡單快速。未來，高頻機UPS也將取代工頻機UPS成為市場發展趨勢。

　　工頻機UPS和高頻機UPS的差異主要表現在隔離變壓器上，而工頻機對隔離變壓器的使用，在很大程度上提升了UPS的可靠性。從綜合性能方面來講，工頻機和高頻機則各有優劣，至少在當前，不存在誰取代誰的問題。比如，用戶要建設中大型的數據中心，那么對可靠性和穩定性的要求就應當放在第一位，大功率的工頻機UPS就應當是首選;如果是一般的辦公場所應用，或者主要考慮到設備對空間的占用，則可以采用高頻機UPS。

　　未來，隨著電力電子技術的不斷發展，對UPS系統需求的不斷提高。模塊化UPS電源必將引起不間斷電源新的革命，進而成為未來UPS系統發展的趨勢。高頻機和模塊化UPS電源各有各的優勢，這樣就要看客戶的需求來自己選擇不同類型的UPS電源了。用戶在選購設備的時候應當立足于自身的實際需要，而不是盲目跟從。