隨著自動化、信息化的不斷發(fā)展,各行業(yè)對電力需求越來越旺盛,對電力保護(hù)要求越來越高,UPS作為保障供電穩(wěn)定性和連續(xù)性的重要設(shè)備,已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。UPS從誕生發(fā)展到現(xiàn)在,市場上有著各種各樣的機(jī)型,其中工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化機(jī)型是目前UPS市場上最常見的三種機(jī)型,以下從基本原理及應(yīng)用特點介紹這3種機(jī)型,進(jìn)行各項指標(biāo)對比,以供用戶選型參考。
在說工頻機(jī)高頻機(jī)之前,先明確下高頻機(jī)、工頻機(jī)的定義。國外沒有高頻機(jī)和工頻機(jī)的說法,它們的定義是變壓器型和無變壓器型UPS,國內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來區(qū)分,整流器的調(diào)制頻率為工頻(50Hz)調(diào)制的,定義為工頻機(jī),整流器采用高頻(上千Hz)調(diào)制的,定義為高頻機(jī)。
另外UPS從外形結(jié)構(gòu)上來區(qū)分的話,分別有機(jī)架式、模塊化和塔式機(jī)型。這個相對比較好理解,便于安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜里面結(jié)構(gòu)的UPS稱為機(jī)架式UPS,功率單元、旁路切換單元采用模塊化結(jié)構(gòu)組成的機(jī)型稱為模塊化UPS,整流逆變均是按規(guī)定功率設(shè)計的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說的高頻機(jī)和工頻機(jī)指塔式機(jī)型,機(jī)架式UPS只是把小功率(小于20kVA)的塔式機(jī)型的物理結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合機(jī)架安裝。
12脈沖整流工頻機(jī)是在6脈沖的基礎(chǔ)上再增加1個6脈沖整流器和一個移相變壓器,這樣能夠帶來更優(yōu)的整流參數(shù)指標(biāo),與比6脈沖整流相比,12脈沖整流在輸入功率因數(shù)和諧波電流THDi參數(shù)指標(biāo)上有明顯優(yōu)勢,其指標(biāo)對比如下:
模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨(dú)做成一個個功率模塊,然后每個模塊并聯(lián)輸出,另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元,這樣整臺UPS就是一個個模塊疊加而成。模塊化UPS最大的特點是,功率部分很容易實現(xiàn)冗余功能,只要UPS帶載功率富余量大于單個模塊功率,UPS功率部分即可實現(xiàn)“N+1”冗余,從而提高UPS供電的可靠性。模塊化UPS還有個好處就是可用性高,當(dāng)某個模塊故障時,直接更換模塊,維修時間非常短,維修非常方便。另外,模塊化UPS還經(jīng)常提到“邊成長邊投資”的模式,即用戶可以在初始建設(shè)時購買較少的功率模塊,在業(yè)務(wù)增長用戶設(shè)備增加后再購買功率模塊進(jìn)行UPS擴(kuò)容。模塊化UPS的原理結(jié)構(gòu)圖如下:
在高頻機(jī)出現(xiàn)不久后,模塊化UPS就應(yīng)運(yùn)而生,模塊化UPS從理論上來說也是高頻機(jī)的一種,只是其結(jié)構(gòu)與普通高頻塔式機(jī)型差別較大。模塊化UPS對并聯(lián)控制技術(shù)要求比較高,早期的模塊化UPS故障率偏高,每次維修更換模塊成本不低,因此選擇模塊化UPS的用戶很少,不是市場的主流。但隨著并聯(lián)控制技術(shù)逐漸成熟,模塊化UPS可靠性逐漸提高,而其高效率和高可用性的特點逐漸被市場認(rèn)可,尤其是華為攜模塊化UPS重現(xiàn)UPS市場,迅速帶動模塊化UPS
高速發(fā)展,其市場占有率直線上升,特別是在IDC信息機(jī)房、金融等領(lǐng)域,已和高頻塔式機(jī)不分上下。
三種機(jī)型的比較把三種機(jī)工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化UPS三種機(jī)型各有各的特點,從成熟度高、可擴(kuò)展性、冗余性、整機(jī)效率、輸入諧波、PF指標(biāo)、占地面積、快速維修等多方面進(jìn)行比較:
把三種機(jī)型比較列表轉(zhuǎn)換成雷達(dá)圖,如下:
工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化機(jī)型是目前UPS市場上最常見的三種機(jī)型,其各有各的特點,滿足不同類型的客戶。不同類型的用戶,有其自身的應(yīng)用環(huán)境特點及其負(fù)載特性,作為廠家需要站在客戶應(yīng)用的角度來選擇適合用戶的機(jī)型,而不是單純從技術(shù)層面看哪種機(jī)型技術(shù)最先進(jìn)。UPS解決的是用電可靠性,最先進(jìn)的不一定最合適。作為使用者,應(yīng)該從自身的角度,來選擇最優(yōu)的方案,從而確定適合自己的UPS機(jī)型。