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UPS冗余方式介绍UPS（不间断电源）是指电源异常时能够提供电力支持并保证关键设备持续运行的设备。
为了提高UPS系统的可靠性，常会采用冗余方式。
冗余方式是指在系统设计中采用多个相同或相似的元件，并通过合适的互补控制策略来提高系统的可靠性和容错能力。
下面将详细介绍UPS的常见冗余方式。
1.N+1冗余N+1冗余是指在UPS系统中同时运行N+1个并联的UPS模块，其中N个运行正常，而1个作为备份机组。
当任意一个模块发生故障时，备份机组会自动接管并提供电力，保证关键设备的连续供电，从而实现不间断电源。
N+1冗余方式在UPS系统设计中被广泛使用。
2.2N冗余2N冗余是指在UPS系统中设置两个独立的并行系统，每个系统都能独立支持负载。
这种方式要求系统的双重容量，但能够提供更高的可靠性。
当其中一个系统发生故障时，另一个系统能够完全接管负载并继续供电，保证不间断的电力供应。
3.N+X冗余N+X冗余是指在UPS系统中设置N个模块，并增加X个备份模块。
当任意一个模块发生故障时，备份模块能够接管负载并提供电力。
这种方式提供了更高的冗余级别和容错能力，适用于对可靠性要求极高的应用场景。
4.双转换冗余双转换冗余是指UPS系统通过两个独立的AC/DC和DC/AC变换器进行工作，其中一个变换器负责直接提供电力给负载，另一个变换器则作为备份。
当主变换器发生故障时，备份变换器会立即接管负载。
这种方式提供了无缝切换和较高的可靠性。
在UPS系统的冗余设计中，还可以采用冗余电池组、冗余输入/输出回路等方式来进一步提高系统的可靠性和容错能力。
冗余的设计和措施可以有效地减少UPS系统因设备故障、电池耗尽或电力中断等原因而导致的停机和数据丢失。
总结而言，UPS冗余方式是通过合适的系统设计和互补控制策略来提高UPS系统的可靠性和容错能力。
通过采用N+1冗余、2N冗余、N+X冗余和双转换冗余等方式，可以保证关键设备的连续供电，减少停机时间和数据丢失风险，提升系统的稳定性和可靠性。
ups分类方式：
UPS电源按其工作原理可分为后备式、在线式以及在线互动式三种。
1.后备式UPS：在市电正常时，直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转换为电池
逆变供电。
其特点是结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。
2.在线式UPS：在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电；在市电异
常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。
其特点是有极宽的输入电压范围，无切换时间，且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求高的场合，但成本较高。
3.在线互动式UPS：在市电正常时，直接由市电向负载供电；当市电电压偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压
后输出；当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。
其特点是有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小，但同样存在切换时间。
数据中心高压直流UPS供电系统的分析以前的很多数据中心机房都是采用UPS供电系统来进行供电的，但是随着网络大数据时代的到来，数据中心业务量大大增加，越来越多的数据信息使得传统的供电系统已经无法满足使用要求。
长期以来，数据机房使用UPS供电系统供电，但传统的UPS供电系统存在结构复杂、安全性差、成本高、效率低、维护困难以及不易拓展等问题。
随着数据业务的高速发展，IT行业将增加大量新服务器，UPS设备应用规模不断扩大，导致使用UPS供电系统存在的问题变得越来越明显。
在通信行业节能降耗的背景下，高可靠性和低运行成本的高压直流供电系统将取代传统UPS电源为数据中心供电。
關键词：数据中心;高压直流;UPS;供电系统1高压直流UPS供电系统特点分析首先，常规UPS供电系统结构中存在DC/AC逆变器，因此功耗大大增加，占总功耗的5%左右。
高压直流UPS供电系统结构中不需要DC/AC逆变器、静态开关以及滤波器等设备，不仅能有效提高电源效率和供电设备运行效率，而且有效降低了设备成本。
其次，在数据中心使用的过程中，由于输入的是直流电，所以不会产生谐波以及功率因数的问题，这样就不会让谐波电流污染电网以及系统，从而维护整个系统以及电网的环境。
在设备中，由于使用相对来说比较稳定的直流电作为负载电流，所以会有效降低输入谐波的成分。
网络设备一般都会配备开关电源，所以使用稳定的直流电可以将30%的谐波成分降低至零，这样就不会产生谐波干扰设备的情况。
同时，由于没有谐波的干扰和影响，负载端也就很少甚至不会出现零地电压的问题。
再次，高压直流UPS供电系统提高了运行效率，主要是由于系统结构简单，通信技术更加先进，且可以并联多个模块，最大程度地利用了每个设备，避免了资源浪费。
常规的UPS供电系统通常使用2N或N+1冷却系统，因此常规UPS供电系统中任何UPS设备都可能具有高压，而且每个UPS设备都需要增加容量以满足负荷增加的容量，从而导致资源浪费。
UPS的工作模式银行证券、通信、工业自动化生产线、办公自动化、医疗、甚至物业管理的需要，特别是随着Internet高速发展和信息化、网络化建设步伐的加快，数据安全成为各行业普遍关注的问题，作为计算机和网络等保护神的UPS（Uninterruptible Power System）不间断电源的需求量日益增加。
UPS保护计算机等设备不受损坏，更重要是保证数据不丢失。
尽管UPS 的整体技术性能得到了长足发展，但由于价格因数及不同等级网络的需求不一样，致使当前中国市场上的UPS品牌多达几十种，每个品牌的商家都通过各种媒体广告来宣传自己的UPS 的优点。
本文根据UPS的电路拓扑，来客观地分析各种UPS的技术性能。
根据UPS的电路拓扑和工作原理，UPS有多种形式，可大致分为三类：后备式、在线互动式、双变换式。
设计者根据成本、要达到的性能指标、应用场合决定采用何种方式。
一、后备式UPS后备式UPS，又称离线式（off line）,新标准IEC62040-3规定为被动后备式（passive standby）。
具有Back 或Back up、Standy by等字眼的一般均为后备式UPS。
后备机的容量一般在2KV A以下。
后备式UPS运行原理：市电正常时，它向负载提供的电源是对市电电压稍加稳压处理的"低质量"正弦波电源，逆变器不工作，蓄电池由独立的充电器充电。
当市电超出规定范围时，负载由继电器转为电池逆变供电。
见图1。
若对市电进行了调压A VR（自动电压调节,一般只是变压器简单抽头调压），则负载获得的电压是由市电进行了一定范围的稳压，厂商称为back-A VR UPS。
根据逆变器的输出波形不同，后备式又分为正弦波输出UPS和方波输出UPS。
方波UPS不能带日光灯、磁带机等感性负载，感性负载会导致方波的上升沿或下降沿尖峰干扰的峰值急剧增大，容易损坏UPS或负载。
但因方波后备式UPS的价格便宜而被广大非重要负载等终端设备及家庭使用。
UPS电源的各种配置方案UPS（不间断电源）是一种用于保证电力系统中断时电流继续供应的装置。
它通过存储能量并在电力系统故障时提供电力给关键设备。
在UPS电源的配置方案中，有许多重要的因素需要考虑，包括供电时长、负载容量、备份能力和冗余等级。
以下是一些常见的UPS电源配置方案：1.单个UPS系统：单个UPS系统配置方案是最常见和最基本的配置方案之一、该配置方案使用单个的UPS设备，该设备能够为负载提供充足的电力。
优点：-简单易用：单个设备即可满足需求，操作简单。
-适用于小型或中型规模的负载。
缺点：-单点故障：在单个UPS设备发生故障时，负载将无法得到继续供电。
2.多个并行/并联UPS系统：多个并行/并联UPS系统是为了提高供电能力和可靠性而设计的配置方案。
这种配置方案将多个UPS设备连接在一起，共同为负载提供电力。
优点：-提高功率容量：多个UPS设备合并后，功率容量得到增加。
-提高可靠性：在一个UPS设备发生故障时，其他设备可以继续为负载提供电力，确保电力持续供应。
缺点：-更复杂的安装和维护过程：需要更多的电源配线和交流配电路径，需要更复杂的管理和监控系统。
3.N+1冗余配置：N+1冗余配置方案是在多个UPS设备之间配置一个备份设备，以提供额外的冗余能力。
在N+1配置中，N个UPS设备被用于为负载供电，同时还有一个备份设备，用于在N个设备中的任何一个发生故障时提供备用电力。
优点：-高可靠性：设备之间的冗余性确保了供电的连续性。
-充足的备份能力：故障发生时，备份设备可以立即接管供电。
缺点：-更高的成本：高冗余意味着更多的设备和更复杂的系统，因此成本更高。
4.双转换UPS配置：双转换UPS配置方案是为了提高系统可靠性和负载保护能力而设计的。
在这种配置中，负载将始终通过UPS设备进行供电（即使电力系统正常运行）。
这种配置通常用于对电力质量要求非常高的关键应用。
优点：-零切换时间：当电力系统发生故障时，转到UPS设备供电的切换时间几乎为零。
UPS的工作模式银行证券、通信、工业自动化生产线、办公自动化、医疗、甚至物业管理的需要，特别是随着Internet高速发展和信息化、网络化建设步伐的加快，数据安全成为各行业普遍关注的问题，作为计算机和网络等保护神的UPS（Uninterruptible Power System）不间断电源的需求量日益增加。
UPS保护计算机等设备不受损坏，更重要是保证数据不丢失。
尽管UPS的整体技术性能得到了长足发展，但由于价格因数及不同等级网络的需求不一样，致使当前中国市场上的UPS品牌多达几十种，每个品牌的商家都通过各种媒体广告来宣传自己的UPS的优点。
本文根据UPS的电路拓扑，来客观地分析各种UPS的技术性能。
根据UPS的电路拓扑和工作原理，UPS有多种形式，可大致分为三类：后备式、在线互动式、双变换式。
设计者根据成本、要达到的性能指标、应用场合决定采用何种方式。
一、后备式UPS后备式UPS，又称离线式（off line）,新标准IEC62040-3规定为被动后备式（passive standby）。
具有Back 或Back up、Standy by等字眼的一般均为后备式UPS。
后备机的容量一般在2KVA以下。
后备式UPS运行原理：市电正常时，它向负载提供的电源是对市电电压稍加稳压处理的"低质量"正弦波电源，逆变器不工作，蓄电池由独立的充电器充电。
当市电超出规定范围时，负载由继电器转为电池逆变供电。
见图1。
图1 后备式UPS框图若对市电进行了调压AVR（自动电压调节,一般只是变压器简单抽头调压），则负载获得的电压是由市电进行了一定范围的稳压，厂商称为back-AVR UPS。
根据逆变器的输出波形不同，后备式又分为正弦波输出UPS和方波输出UPS。
方波UPS 不能带日光灯、磁带机等感性负载，感性负载会导致方波的上升沿或下降沿尖峰干扰的峰值急剧增大，容易损坏UPS或负载。
但因方波后备式UPS的价格便宜而被广大非重要负载等终端设备及家庭使用。
UPS系统配置方式及采用双母线供电方案建议吴阿明（浙江邮电职业技术学院浙江绍兴312000）摘要：从IDC和MDC对UPS供电要求出发，介绍了目前UPS冗余配置方式，分析“1+1”并联冗余供电方式的缺陷及风险，提出在不增加UPS系统设备的前提下，采用双母线供电的方案建议。
关键词：UPS 冗余配置供电方式单点瓶颈双母线Mode of Configuration of the UPS System and the Proposal of Adopting the Electricity-supply Scheme Through Double BusWu Aming(Zhejiang Vocational & Technical College of Post and Telecommunications, Shaoxing, 312000,China)Abstract: Based on the electricity supply required by IDC and MDC, the paper firstly presents the present-day redundant mode of configuration of the UPS, and then it analyzes the drawbacks and risks caused by the redundant, parallel-circuited, electricity-supply mode. The paper finally comes up with the proposal of adopting the electricity-supply scheme through double bus on the premise of the absence of additional facilities of the UPS system.Key words: UPS; redundancy; configuration; electricity-supply mode; “bottleneck”; double bus通信用UPS系统是以冗余备份方式工作的。
UPS：为了确保通信电源不中断、无瞬变，可采用静止型交流不停电电源系统，也称UPS。
UPS 一般都由蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部分组成。
市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流电源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。
同时，整流器也给蓄电池充电，蓄电池处于并联浮充状态。
当市电中断时，蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流电源。
逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。
4. 交流配电屏：输入市电，为各路交流负载分配电能。
当市电中断或交流电压异常时（过压、欠压和缺相等），低压配电屏能自动发出相应的告警信号。
5. 连接方式--交流电源备份方式大型通信站交流电源一般都由高压电网供给，自备独立变电设备。
而基站设备常常直接租用民用电。
为了提高供电可靠性，重要通信枢纽局一般都由两个变电站引入两路高压电源，并且采用专线引入，一路主用，一路备用，然后通过变压设备降压供给各种通信设备和照明设备，另外还要有自备油机发电机，以防不测。
一般的局站只从电网引入一路市电，再接入自备油机发电机作为备用。
一些小的局站、移动基站只接入一路市电（配足够容量的电池），油机为车载设备。
1.2.2 直流供电系统1. 系统组成通信设备的直流供电系统由高频开关电源（AC/DC变换器）、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等部分组成。
2. 整流器：从交流配电屏引入交流电，将交流电整流为直流电压后，输出到直流配电屏与负载及蓄电池连接，为负载供电，给电池充电。
3. 蓄电池：交流停电时，向负载提供直流电，是直流系统不间断供电的基础条件。
4. 直流配电屏：为不同容量的负载分配电能，当直流供电异常时要产生告警或保护。
如熔断器断告警、电池欠压告警、电池过放电保护等。
5. DC-DC变换器：DC/DC变换器将基础电源电压（-48V或+24V）变换为各种直流电压，以满足通信设备内部电路多种不同数值的电压（±5V、±6V、±12V、±15V、-24V等）的需要。
N和和N等几种UPS供电方式22 November 202()Prepared on单机运行供电方宰的各点交流负载独立地由一台UPS 提供动力保护，不停电维护是通过切换到手动维修旁 路退出运行当中的UPS 主机,进行不停电维护的。
手动维修旁路的切换，可以进行无中断的"先通后断” 切换过程,不会引起负载中断供电的问题。
实现主机、旁路之间的无间断切换过程。
如下图（图1 : UPS 单 机供电方案四种工作状态）所示,UPS 单机供电方宰四种工作状态所对应的开关操作顺序为：机供电方宰四种工作状态1正常工作QI. Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3闭锁在断开位置・UPS 通过整流器、逆变器、逆变静态开 关向负载供电,同时向电池进行充电管理。
2主电源消失或者整流器故障转直流电池组工作QI 、Q2、Q4. Q5、BATMCB 在接通位置，Q3闭锁在断开位置，所有开关位置不发生变化.UPS 直流 母线电压低于电池电压时，将目动把负载切换到电池系统上。
UPS 电池系统经逆变器、逆变静态开关向负 载供电. 此时若主电源恢复或者整流器故障消失，UPS 逻辑判断无误时，UPS 可自动恢复至正常工作状态.3逆变器电源消失或逆变器故障转旁路工作QI. Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3闭锁在断开位置,所有开关位置不发生变化.UPS 通过 逻辑检测,根据直流母线情况^逆变器的清况，会目动将负载通过逆变静态开关无扰动的切换到旁路系统 上.UPS 旁路系统经旁路静态开关向负载供电。
健消失,UPS 逻辑判断无误时,UPS 可目动恢复至正常工作状态。
4维修供电方式维修供电方式需要人工操作才能完成，首先在逆变器与旁路的同步情况下，人工操作将UPS 负载切换到静 态切换开关旁路，此时的工作状态由1或2切换到了 3 ;在此情况下r 先合上Q3开关，再断开Q2开关， 再断开Q4开关，通过先通后断的切换，就实现了 UPS 退出运行时对负载的连续供电.所有负载的供电， 由旁路系统实现・图1 : UPS 单此时若逆变器电源恢复或逆变器故障故 1 £«1?|3 电漫泊夷贱违壬gJWlli 房時工伤当然，此时的供电可靠性f 由旁路电源决定.因此，不建议在生产装置运行时对单机运行的UPS 进行检修 和维护.上述方宰实现了 UPS 系统的典型应用，但也有不利于维护的一些缺庶。
工业 UPS 常用案例分析摘要本文列举了能源（含石油、化工、煤炭及煤化工）行业用户现场应用工业UPS 的一些案例，对其中涉及的操作和运行维护等问题进行阐述，比较各个方案的不同差异和适用范围，为设备维护管理者提供工业UPS 系统整体电源保护解决方案一些建议和思路。
关键词：工业UPS 案例分析并机系统供电系统前言典型工业 UPS 系统常用的电源保护解决方案包括单机系统、并机系统、2N（双母线）供电系统。
如何选择合适的供电方案，起决于系统所带负载的特点和重要性。
对于运行当中可以有计划中断或停止运行的设备，可以选用单机供电；对于运行当中不能停电的重要单电源负载，选用并机供电；对于可以接入两路 UPS 电源的负载，优先选用 2N（双母线）供电方案。
本文从现场应用案例入手，通过操作和运行维护阐述，提供工业 UPS 系统供电解决方案的一些建议和思路。
1 单机系统的应用单机系统是能源行业应用最多的解决方案，根据 UPS 的设计，单机运行 UPS 主机本体可以进行系统不停电维护。
UPS 单机供电方案四种工作状态单机运行供电方案的各点交流负载独立地由一台 UPS 提供动力保护，不停电维护是通过切换到手动维修旁路退出运行当中的 UPS 主机，进行不停电维护的。
手动维修旁路的切换，可以进行无中断的“先通后断”切换过程，不会引起负载中断供电的问题。
实现主机、旁路之间的无间断切换过程。
如下图（图 1：UPS 单机供电方案四种工作状态）所示，UPS 单机供电方案四种工作状态所对应的开关操作顺序为：图1：UPS 单机供电方案四种工作状态1 正常工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置。
UPS 通过整流器、逆变器、逆变静态开关向负载供电，同时向电池进行充电管理。
2 主电源消失或者整流器故障转直流电池组工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置，所有开关位置不发生变化。
工业 UPS 常用案例分析摘要本文列举了能源（含石油、化工、煤炭及煤化工）行业用户现场应用工业UPS 的一些案例，对其中涉及的操作和运行维护等问题进行阐述，比较各个方案的不同差异和适用范围，为设备维护管理者提供工业UPS 系统整体电源保护解决方案一些建议和思路。
关键词：工业UPS 案例分析并机系统供电系统前言典型工业 UPS 系统常用的电源保护解决方案包括单机系统、并机系统、2N（双母线）供电系统。
如何选择合适的供电方案，起决于系统所带负载的特点和重要性。
对于运行当中可以有计划中断或停止运行的设备，可以选用单机供电；对于运行当中不能停电的重要单电源负载，选用并机供电；对于可以接入两路 UPS 电源的负载，优先选用 2N（双母线）供电方案。
本文从现场应用案例入手，通过操作和运行维护阐述，提供工业 UPS 系统供电解决方案的一些建议和思路。
1 单机系统的应用单机系统是能源行业应用最多的解决方案，根据 UPS 的设计，单机运行 UPS 主机本体可以进行系统不停电维护。
UPS 单机供电方案四种工作状态单机运行供电方案的各点交流负载独立地由一台 UPS 提供动力保护，不停电维护是通过切换到手动维修旁路退出运行当中的 UPS 主机，进行不停电维护的。
手动维修旁路的切换，可以进行无中断的“先通后断”切换过程，不会引起负载中断供电的问题。
实现主机、旁路之间的无间断切换过程。
如下图（图 1：UPS 单机供电方案四种工作状态）所示，UPS 单机供电方案四种工作状态所对应的开关操作顺序为：图 1：UPS 单机供电方案四种工作状态1 正常工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置。
UPS 通过整流器、逆变器、逆变静态开关向负载供电，同时向电池进行充电管理。
2 主电源消失或者整流器故障转直流电池组工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置，所有开关位置不发生变化。
Uninterruptible Power System三进三出是3条火线和一条零线+地线输入3条火线和一条零线+地线输出三进单出是3条火线和一条零线+地线输入1条火线和一条零线+地线输出单进单出是1条火线和一条零线+地线输入1条火线和一条零线+地线输出正常三进单出的技术要求比三进单出的要高！三单大功率UPS的单相电流大,技术难度高,单相电流是三三的3倍,如40K三单的电流相当于三三的120K，三单有些机器会贵点！安时数（AH）：反映电池容量大小的指标之一，其定义是按规定的电流进行放电的时间。
相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大。
通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如12V/7AH、12V24AH、12V/65AH、12V/100AH。
安时数代表电池容量的大小。
电池的额定容量指25℃，以恒定电流放电20小时至终止电压（1.75V/单格），该电流的20倍即为电池的容量。
一般用Ah数代表电池的额定容量，用Cn表示。
n指几小时放电率，这里为20。
有些电池是以10小时放电率计算的，用C10表示。
例：100Ah/12V的电池指该电池以5A（0.05C）的电流恒定放电直至终止电压10.5V，可连续放电20小时。
电池放电时间与放电电流不是线性关系，如100Ah电池以100A的电流放电，则支持不了1个小时，只有数十分钟。
如以1A的电流放电，则会超出100小时（不推荐如此方式放电）。
避雷器：用来吸收雷击波的器件，工作原理是，雷击产生瞬间高电压进入电路，引起避雷器导通吸收雷击电流，将电路电压箝位在安全范围之内。
可做为避雷器件的元件有多种，如压敏电阻、放电管等。
注：雷击电压是大气与大地之间的高压放电，因此，避雷器要有良好的接地才能起作用。
保险丝：一种过热熔断型的小型器件，超载或负载短路时引起电流过大会烧断保险丝，保护电子设备不受过电流的伤害，也可避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。
UPS供电方式
一、在线式UPS的四种工作状态
1、市电正常
在正常工作状态，由市电提供能量。
整流器将交流电转化为直流电。
逆变器将经整流后的直流电转化为纯净的交流电提供给负载；同时，充电器对电池组浮充。
2、市电异常
市电断电或者输入市电的电压或频率超出允许范围，整流器自动关即。
此时，由电池组提供给逆变器直流电进行逆变给负载供电。
3、市电恢复正常
当市电恢复到正常后，整流器重新提供给逆变器能量，同时，充电器对电池给充电。
4、旁路
静态旁路是系统的重要组成部分，在下列两种情况下，UPS处于旁路。
•当负载超载、短路（实际上可以看成是一种严重的超载）或者逆变器故障，为了保证不中断对负载的
供电，静态旁路开关动作，由市电直接对负载供电。
•维修或测试时，为了安全操作，将维修旁路开关闭合，把UPS系统隔离，做这种切换可保证对负载不
间断供电。
二、双机主备冗余供电方式
很明显，UPS处于旁路工作状态时，计算机等负载不受UPS保护。
此时，如果发生交流电中断、过压等故障，就将造成计算机等负载电源供应中断或设备损坏。
因此，很自然想到用一台 UPS 的输出作为另一台 UPS主机的静态旁路电源，这就是双机主备冗余供电，也叫双机串联冗余供电。
1、工作原理简述
（1）正常情况下：
计算机等负载的工作电源由UPS主机的逆变器提供，备机处于空载运行状态。
（2）主机故障：。
N和+和N+等几种U P S供电方式This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.工业 UPS 常用案例分析摘要本文列举了能源（含石油、化工、煤炭及煤化工）行业用户现场应用工业UPS 的一些案例，对其中涉及的操作和运行维护等问题进行阐述，比较各个方案的不同差异和适用范围，为设备维护管理者提供工业UPS 系统整体电源保护解决方案一些建议和思路。
关键词：工业UPS 案例分析并机系统供电系统前言典型工业 UPS 系统常用的电源保护解决方案包括单机系统、并机系统、2N（双母线）供电系统。
如何选择合适的供电方案，起决于系统所带负载的特点和重要性。
对于运行当中可以有计划中断或停止运行的设备，可以选用单机供电；对于运行当中不能停电的重要单电源负载，选用并机供电；对于可以接入两路 UPS 电源的负载，优先选用 2N（双母线）供电方案。
本文从现场应用案例入手，通过操作和运行维护阐述，提供工业 UPS 系统供电解决方案的一些建议和思路。
1 单机系统的应用单机系统是能源行业应用最多的解决方案，根据 UPS 的设计，单机运行 UPS 主机本体可以进行系统不停电维护。
1.1 UPS 单机供电方案四种工作状态单机运行供电方案的各点交流负载独立地由一台 UPS 提供动力保护，不停电维护是通过切换到手动维修旁路退出运行当中的 UPS 主机，进行不停电维护的。
手动维修旁路的切换，可以进行无中断的“先通后断”切换过程，不会引起负载中断供电的问题。
实现主机、旁路之间的无间断切换过程。
如下图（图 1：UPS 单机供电方案四种工作状态）所示，UPS 单机供电方案四种工作状态所对应的开关操作顺序为：图 1：UPS 单机供电方案四种工作状态1 正常工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置。
UPS 通过整流器、逆变器、逆变静态开关向负载供电，同时向电池进行充电管理。
2 主电源消失或者整流器故障转直流电池组工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置，所有开关位置不发生变化。
UPS 直流母线电压低于电池电压时，将自动把负载切换到电池系统上。
UPS 电池系统经逆变器、逆变静态开关向负载供电。
此时若主电源恢复或者整流器故障消失，UPS 逻辑判断无误时，UPS 可自动恢复至正常工作状态。
3 逆变器电源消失或逆变器故障转旁路工作Q1、Q2、Q4、Q5、BAT MCB 在接通位置，Q3 闭锁在断开位置，所有开关位置不发生变化。
UPS 通过逻辑检测，根据直流母线情况和逆变器的情况，会自动将负载通过逆变静态开关无扰动的切换到旁路系统上。
UPS 旁路系统经旁路静态开关向负载供电。
此时若逆变器电源恢复或逆变器故障故障消失，UPS 逻辑判断无误时，UPS 可自动恢复至正常工作状态。
4 维修供电方式维修供电方式需要人工操作才能完成，首先在逆变器与旁路的同步情况下，人工操作将 UPS 负载切换到静态切换开关旁路，此时的工作状态由 1 或 2 切换到了 3；在此情况下，先合上 Q3 开关，再断开 Q2 开关，再断开 Q4 开关，通过先通后断的切换，就实现了 UPS 退出运行时对负载的连续供电。
所有负载的供电，由旁路系统实现。
当然，此时的供电可靠性，由旁路电源决定。
因此，不建议在生产装置运行时对单机运行的 UPS 进行检修和维护。
上述方案实现了 UPS 系统的典型应用，但也有不利于维护的一些缺点。
在此基础上，实践采用的单机系统解决方案做了一些优化，主要有下面几种应用1.2 旁路带备用开关的单机供电方案如图 2 所示，旁路带备用开关的单机供电方案是最典型的应用方案。
UPS 系统的上游可以分别来自两个独立的不同接地点电气系统（或者不接地系统），所有负载系统通过两个隔离变压器与上游完全隔离，负载侧既可以采用 TN-S 系统，也可以采用 IT 系统。
QF3 备用开关用于紧急情况下的旁路直通，也可用于并机系统的扩容，或者构成双输出系统使用。
图2 旁路带备用开关的单机供电方案1.3 脱机旁路柜方式单机供电方案“脱机旁路柜”方式单机供电方案在实现典型单机应用方案的基础上，重点考虑了维护的安全性。
尽管各个厂家提供了无扰动退出 UPS 主机的切换方案，但由于 UPS 维修旁路输入和总输出的端子排、UPS 内部采样回路仍然带电，给维修工作带来安全隐患。
因此在实践应用中，有时也采用如图 3 所示：“脱机旁路柜”设计方式。
UPS 系统正常运行时，UPS 主机内部 Q1、Q2、Q4 合上，Q3 断开且挂锁；旁路柜中 QF1、QF2、QF4、 QF5合上，QF3 断开且挂锁。
当 UPS 主机需要 W 维护时，先将 UPS 从逆变器输出切换为静态旁路输出（断开逆变器静态开关，合上旁路静态开关），再合上 Q3 到 UPS 主机维修旁路，然后将 Q2、Q4 断开，切断逆变器、静态开关和输出负载之间的联系，再通过等电位的操作，将“脱机旁路柜”QF3 合上，QF2、QF4 断开，就可以通过旁路隔离变压器、QF3、QF5 向所有负载供电了。
此时，切断 UPS 的上游整流器电源和电池开关，则可使 UPS 内部完全停电，安全检修了。
图 3“脱机旁路柜”方式单机供电方案1.4 双输出方式单机供电方案如图 4 所示，双输出方式单机供电方案能够在投资有限的情况下，为双电源负载提供两路独立的电源供电。
一路由 UPS 提供稳定的电压，另一路由旁路系统提供经过电气隔离的电网电源。
这种方案在实现典型单机应用方案的基础上，可以提供双路交流输出给下游的相关专业，也是一种给双电源负载供电的优秀的解决方案。
图4 双输出方式单机供电方案2 并机系统的应用随着大型控制系统在能源工业领域的应用，UPS 并机系统得到了大量和广泛的应用。
这种方案考虑到了装置长周期的运行中对 UPS 主机进行维护，相比单机系统的应用方案有很大的优越性。
并机系统应用有以下几种典型设计2.1 标准并机供电方案如图 5 所示，正常运行时，1＋1 并机运行供电方案的全部交流负载由 2 台 UPS 平均分担，任何一台UPS 均可以带 100％负载长期工作。
因此，1＋1 并机运行供电方案可以完全退出 1 台 UPS 主机进行维护。
这种典型并机方案应用非常广泛。
正常运行时，除每台 UPS 主机的旁路维修开关 Q3 断开且挂锁外，其余开关均正常闭合。
当需要检修或者维护其中的一台 UPS 时，断开旁路柜及输出配电柜的对应开关，就能将所要退出的 UPS 主机设备完全隔离。
图 5 标准并机供电方案2.2 输出配电系统与 UPS 不同室的并机供电方案由于 UPS 的负载分散性以及跨专业管理等多种原因，会存在 UPS 的负载分配柜与 UPS 不同室，或者距离UPS 较远的情况，导致图 5 标准 UPS 并机供电方案中，UPS 出口点到电气并机点的距离超出 UPS 控制范围，无法有效实现并机控制的情况。
因此出现了如图 6 所示输出配电系统与 UPS 不同室的并机供电方案这种应用方案有效解决了输出配电系统与 UPS 不同室的问题。
其检修和维护时的操作，与标准并机供电方案相同。
用户可根据下游专业的需要，可提供单根电缆供电，或者冗余双路电缆供电。
图6 输出配电系统与 UPS 不同室的并机供电方案2.3 旁路隔离变压器及输出配电合一的并机供电方案如图 7 所示，某些用户由于场地或者维护管理方面的原因，要求将配电输出部分和旁路隔离变压器合并设计，这种并机应用方案的实用性颇受用户肯定。
正常运行时，除每台 UPS 主机的旁路维修开关 Q3 断开且挂锁，旁路隔离变压器及输出配电柜中的 QF2 断开且挂锁外，其余开关均正常闭合（输出配电部分根据实际运行要求确定）。
当需要检修或者维护其中的一台 UPS 时，直接将需要维修的 UPS 设备停机，再断开旁路隔离变压器及输出配电柜中的对应开关，就能将所要退出的 UPS 主机设备完全隔离进行维修；当两台 UPS 同时需要检修或者维护时，先将两台 UPS 同时切换到旁路静态开关状态，再将每台 UPS 的 Q3 合上，在等电位的情况下，闭合旁路隔离变压器及输出配电柜中 QF2 开关，再断开闭合断开旁路隔离变压器及输出配电柜的对应开关，就能将两台 UPS 主机设备完全隔离进行维修，此时负载仍能够由旁路直通电源供电。
图 7 旁路隔离变压器及输出配电合一的并机供电方案3 2N（双母线）供电系统的应用2N 系统应用是近年开始应用的一种交流不间断电源 UPS 解决方案，结合负载为如图 8 所示双电源的特点，UPS 系统为负载提供完全独立的两路 UPS 电源。
此种供电解决方案，解决了 UPS 输出端与最终负载端之间发生“单点瓶颈”故障隐患。
图 8 典型双电源负载2N 系统应用方案典型设计有以下几种3.1 一台 UPS 单机与一路市电构成双路供电方案如图 9 所示，某些用户由于场地或者费用预算方面的原因，采用 1 台 UPS 单机与 1 路市电构成双路供电方案。
这种并机应用方案成本最低，相比普通单机来说是一个比较大的进步。
正常情况下，UPS 输出和另 1 路市电输出为双电源负载提供两路电源，UPS 为单电源负载提供不间断电源；当 UPS 输出母线故障或需要维护操作时，对于图 8 所示双电源负载，在 UPS 切换到旁路后，仍有 UPS 旁路和另 1 路市电输出母线供电，避免了单机 UPS 输出母线为单点故障的隐患的问题，（此时系统的安全性起决于 UPS 旁路及另 1 路市电的可靠性）；对于单电源负载，在 UPS 切换到旁路后，可暂时由UPS 旁路输出为负载继续供电，直至 UPS 输出正常。
图9 一台UPS 单机与一路市电构成双路供电方案3.2 两台独立 UPS 双路输出构成双路供电方案如图 10 所示，两台 UPS 双路输出构成双路供电方案，是目前最典型的 2N 应用方案，其每套 UPS 单机系统都是一套完整的单机运行方式，带来的维护、管理也是独立的。
正常情况下，两台 UPS 独立输出为双电源负载提供两路电源；即使有 1 台 UPS 处于旁路检修状态下，依然能保证 1 路 UPS 输出和另 1 路 UPS 旁路输出为双电源负载提供两路电源；当其中一台 UPS 输出母线故障或其他原因需要完全停机维护（含 UPS 旁路），对于图 8 所示双电源负载，继续由另一台 UPS 输出母线供电，避免了单机 UPS 输出母线为单点故障隐患的问题；对于单电源负载，在 UPS 切换到旁路后，可通过人工切换下游开关至另 1 台 UPS 输出母线为负载继续供电，直至退出运行的 UPS 恢复正常；或者在每个单电源负载群前端高速静态切换开关 STS，由静态开关 STS 进行电源自动切换，保证电电源负载的双路供电保护。
