UPS并机逻辑控制板与控制柜功能介绍

摘要：  并机逻辑控制板 担负着收集并传递各台UPS的运行模式和运行数据的任务，以保证整个并机系统始终自动地选择最佳运行模式，在市电正常、市电掉电、负载过载、电池逆变和冗 余的一台UPS出现故障等各种状态下，完成系统中各台UPS工作状态的协调，以及上面讲到的并机工作状态的转换。

关键字：  UPS，  并机逻辑控制板，  并机控制柜

1、并机逻辑控制板的功能

当容量相同的UPS直接并机运行时，必须在所并各UPS中设置具有通信和调控功能的逻辑控制电路，即在并机时单独在每台机器中设置一块具有此功能的控制板，并用通信线将两者连接起来。有的机器的主机板上已预先配置了这个功能，并机时只要用通信线将两者连接起来即 可。并机逻辑控制板完成以下4种调控功能。

利用分别位于两台UPS单机中的并机逻辑控制板之间的频率和相位比较调控母线获得两台UPS之间频 率差和相位差比较信号，并据此从并机逻辑板上获得对UPS逆变器执行频率和相位微调的控制命令，从而使得各台UPS在同时同步跟踪同一市电的过程中，将它 们的逆变器输出的相位差调整到最小。

利用分别位于各台UPS单机中并机逻辑控制板之间的电流调控母线获得各台UPS输出电流的不平衡信号，并据此从并机逻辑板上获得对各台UPS逆变器的输出电压幅值进行微调的控制信号，从而将各台UPS输出电压幅度差值调整到最小。

利用位于并机逻辑控制板中的环流检测电路，随时检测可能出现的环流的幅值大小和流动方向。如果该供电系统中的某台UPS因故障而导致两台UPS之间环流 异常增大时，在控制电路的管理下会自动将有故障的UPS从并机系统中脱出，以确保UPS并机系统继续向用户提供高质量的电源。

并机逻辑控制板 担负着收集并传递各台UPS的运行模式和运行数据的任务，以保证整个并机系统始终自动地选择最佳运行模式，在市电正常、市电掉电、负载过载、电池逆变和冗 余的一台UPS出现故障等各种状态下，完成系统中各台UPS工作状态的协调，以及上面讲到的并机工作状态的转换。

2、并机控制柜的功能

当系统是多机直接冗余并机时，就需要增加公共静态旁路并机柜，采用并机柜的目的是为了解决采用分散交流旁路供电技术的多机冗余UPS配置方案中所出现的 位于各个分散的交流旁路静态开关不均流带载的问题。它用另一个专门的系统静态旁路并机控制柜来取代分散交流旁路供电通道。位于该系统旁路并机控制柜内的并 机逻辑板可利用其频率母线调控电路和电流母线调控电路，使各台UPS单机的逆变器输出总是处于同相位、同频率和均流向负载供电的良好运行状态。当UPS供 电系统因故出现从逆变器电源供电转交流旁路供电时，市电电源将通过位于并机控制柜中的一套集中的交流旁路静态开关来向负载供电，而不会出现采用分散交流旁 路供电技术的多机直接并机配置时所出现的由多套交流旁路静态开关同时向负载供电而产生的不均流带载问题。

此外，采用系统静态旁路柜方案带来的 另一个好处是，我们可从它的显示屏上同时读取整个UPS供电系统和各台UPS单机的所有运行参数，从而提高了系统的可维护性。并机控制柜的设置限制了直接 并机冗余系统的扩容功能，因为并机控制柜的集中静态旁路开关的电流容量是根据系统容量量身制做的，当系统需要扩容时，必须重新更换新的并机控制柜，使扩容 工作变得很复杂。所以是否设置并机控制柜，要视所采用的UPS旁路通道的性能而定，主要看单台UPS静电旁路开关的电流容量和静态阻抗情况。当系统进入由 各台UPS的旁路并联向负载供电的状态时，其电流均衡度主要取决于旁路通道上的接点接触电阻、连线电阻、可控硅器件的通态管压降和动态体电阻等参数的差 别，在满载情况下，电流均衡度在5%~10%，轻载时不平衡度还要加大。如果静电旁路开关的电流容量不够大，那么多台直接并机时就必须额外配置并机柜;如 果静电旁路开关的电流容量足够大，例如是负载额定电流容量的5~10倍，则在5台以上并联时才需要配置并机控制柜。这样，在大多数"1+1"和"2+1" 并机时就可以不用公共静态旁路并机柜，不仅可降低系统成本和节省机房空间，还为系统扩容量带来方便。

根据上面的介绍，我们可以总结出并联冗余或"N+I"系统的优缺点。

优点:

1.由于在一个UPS模块出现故障时有其他冗余容量可用，因此该方案的可用性要高于

N"配置;

2.可根据电力需求的增长进行扩展。在同一装置中可以同时配置多个单元模块;

3.硬件的布置不仅设计概念简单，而且成本低廉。 缺点:

4.两个(或N+1个)模块必须采用相同的设计、相同的制造商、相同的额定值以及相同的技术与配置;

5.UPS系统的上游与下游仍存在单故障点;

6.在UPS、电池或下游设备维护期间，负载处于无保护电源下(通常，这种情况每年至少会发生一次，而且往往会持续2~4h);

7.由于各个UPS设备的利用率均低于额定用量，因此运营效率较低;

8.所并各台需要一个逻辑控制总线，以保证各台同幅、同频、统相，并完成冗余并机功能，因而存在单路径故障点;

9.并机台数增多时，大多数制造商都需要外部静态开关和并机控制柜，否则系统转旁路时，负载将分配不均，波动范围高达15-20。这不仅增加了设备的成本，还使系统复杂化;

10.系统仍需要一个公共的外部维修旁路。