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模块并联对维谛UPS电源可靠性影响介绍-维谛精密空调维谛蓄电池

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模块并联对可靠性的影响

模块并联对维谛UPS电源可靠性影响主要分为两个方面：

多模块并联数量超过1+1时对可靠性的影响

模块并联环流对系统可靠性的影响

1：根据马里兰大学可靠性研究中心数据表明，当系统一旦超过四个模块（3+1），“N+1”系统的复杂性便明显开始损害系统可靠性。那么对于模块化维谛UPS而言，目前机柜内模块并联数量N通常均大于4。加上机房设计是2N架构时，模块化维谛UPS电源的并联模块数量将远远大于塔式一体化维谛UPS。因此大量模块并联的系统可靠性是低于塔式一体化维谛UPS电源的，如下图所示。

2：对于交流维谛UPS电源逆变电压的控制是关键，而对于模块化维谛UPS则因为多模块化逆变并联输出，每个模块之间的输出环流控制就是一个避免不了的问题。下面从原理上做一个简单说明。

首先分析并联环流的影响。假定两个维谛UPS电源模块并联使用时，因为其输出为标准正弦波，因此当输出电压具有电压差时，在某个瞬间t1时，波形如下。

为了更方便的理解，用下图两个维谛UPS电源的逆变部分并联简化电路图做简要说明。

维谛UPS电源1和维谛UPS2为并联模块，共同对负载Z供电。其逆变输出的电流分别为i1和i2。负载Z的电流为i3。两个维谛UPS电源的内部等效输出阻抗分别为Z1和Z2。

首先假定两台维谛UPS电源之间的等效阻抗Z1=Z2=Z0；根据基尔霍夫定律可得知，其中一台维谛UPS的逆变输出电流变输出电流维谛UPS电源维谛精密空调维谛蓄电池

。因此：

1、空载时

。因为

为负说明实际方向与标定方向相反，也就是说维谛UPS电源维谛精密空调维谛蓄电池

不是流向负载，而是流向维谛UPS电源维谛精密空调维谛蓄电池

内部，形成环流。环流破坏电源的稳定性，严重时会使维谛UPS电源维谛精密空调维谛蓄电池

损坏。

2、当负载较轻，即

较小，或两电源差较大，维谛UPS电源维谛精密空调维谛蓄电池

也会出现负值，形成环流。同时，当电源阻抗较小时，环流有增大的趋势，这就是大功率电源轻载运行时环流问题十分突出的原因。

3、当

，两电源均匀向负载供电，不存在环流。

4、当两电源差固定，若负载电流增大到一定量时，维谛UPS电源维谛精密空调维谛蓄电池

为正，说明

向负载供电，此时环体现在负载电流不均衡的情况。

上述模型仅仅分析了两个维谛UPS电源模块并联时的情况。当并机模块数量增多时，如下图所示，则每个维谛UPS电源模块之间的输出电压、相位、维谛UPS内阻均需要达到一致才能抑制环流的产生。因此对于多模块并机系统而言，模块并联数量越多则环流的控制难度越大，故障率越高。

由以上公式及模型可知，在模块化维谛UPS的各模块输出电流由供给负载的电流和环流叠加而成。而环流的幅值则由两个输出电源之间的电压差决定，其造成了两个维谛UPS电源模块输出功率的差异。在模块并联时，环流第一会增加线路中阻抗的损耗，第二会造成并联模块之间的电流互灌。这样将导致在模块并联输出时负荷较大的维谛UPS可能出现过载，从而导致过载模块自动退出，引起连锁反应使得系统转至旁路模式。严重时将会出现模块内部IGBT损坏引起短路，从而引起整个维谛UPS电源宕机。

出自
白皮书

数据中心UPS分级选型指南

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