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串联冗余体系与并联冗余或“N+1”体系

作者:admin 发布时间:2021-04-30 12:34:42点击:

串联冗余系统有时将串联冗余设备称为“ n + 1”系统,但它与通常的n + 1系统不同。所表示的并行冗余设备并不相同。串联冗余计划的概念不需要并行总线,也不需要相同容量的模块,也不需要来自同一制造商的模块。在此设备中,通常使用主UPS或“主” UPS模块为负载供电。同时,“串联”或“辅助” UPS为主UPS模块的静态旁路供电。设备需要主UPS模块的静态旁路具有自己的输入电路。此方法可以扩展以前的非冗余设备,以在保持现有升级的同时获得一定程度的冗余。下图显示了一系列冗余上升

在正常运行条件下,主UPS模块将为所有关键负载供电,而串联模块将不提供任何负载。一旦主模块的负载转移到静态旁路,串联模块将立即承担主模块的所有负载。因此,有必要仔细选择串行模块,以确保它可以快速承受负载。如果无法完成任务,则可以切换到静态旁路,但是通过这种方式,设备计划提供的冗余维护将消失对于这两个模块,只需将负载转移到另一个模块即可轻松提供服务。由于输出线路中仍然只有一个故障点,因此旁路的维护仍然是一项重要的计划功能。尽管设备程序的可靠性得到了改善,但开关设备和相关控件的混乱常常会抵消它的可靠性。分析指出,向系统添加混乱和其他组件不可避免地会增加潜在缺陷的可能性。考虑人为错误和组件老化的影响时,缺少串联冗余变得更加明显。串联冗余系统的操作和维护比非串联冗余系统更加混乱,人为错误的可能性更高

并行冗余或“ n + 1”系统

在并行冗余设备计划中,当单个UPS模块出现故障时,无需转移关键负载电源。所有UPS该系统的目的是保护关键负载免受电源变化和电源故障的影响。随着数据重要性的提高和风险容忍度的降低,切换到静态旁路和维护旁路的概念已逐渐被视为一项应予消除的举措。但是n + 1系统规划仍然需要静态旁路,并且大多数都是n + 1所有系统都具有维护旁路,因为它们的影响微不足道。上图显示了典型的双模块并行冗余设备。从图中可以看出,尽管系统为单个UPS模块提供故障维护功能,但并行总线中仍存在单个故障点。与“ n”设备计划相似,为了断开并行总线以进行计划维护,在计划计划时也应考虑维护旁路电路

在并行冗余设备计划中,多个具有相同容量的并行UPS模块共享一条输出总线。如果“备用”功率至少等于一个系统模块的容量,则系统为n +1冗余;如果备用电源等于两个系统模块的容量,则系统为n + 2冗余;等等。并行冗余系统需要由同一制造商生产的相同容量的UPS模块。 UPS该模块由外部系统并行电路板同步,有时ups模块本身也嵌入此功能。在某些情况下,并行功能还控制模块之间的电流输出UPS模块之间相互通信以产生完全同步的输出电压。并行总线应具有监视功能,以显示系统负载以及系统的电压和电流特性。另外,有必要显示并行总线上的模块数量以及确保系统冗余所需的模块数量。公共总线上的并行连接UPS模块的数量在逻辑上是有上限的,这对于不同的UPS制造商而言是不同的。在正常运行条件下,并行冗余规划中的ups非常重要该模块均匀分配关键负载容量。如果从并行总线上卸下了一个模块进行维修(或者由于内部故障而关闭了一个模块),则剩余的UPS模块必须立即承担该UPS的故障。由于此功能,任何模块都可以从总线上卸下进行维修,而无需将关键负载直接连接到电源上对于设备示例中465平方米(5000平方英尺)的计算机房,如果采用此计划,则需要两个400KW UPS模块或三个400KW UPS模块200kW UPS模块在一条公共输出总线上并联连接到供应冗余。并行总线的计划容量是系统的非冗余容量。因此,它包括两个400KW并行总线的附加容量为400KW在N + 1个系统设备计划中,UPS容量可以与负载相加。通常设置容量触发机制。当容量百分比达到一定水平时,应添加新的冗余模块。 UPS容量越大,安装新的UPS模块就越困难。大型UPS模块可能重达几吨,需要特殊的驱动器才能将它们安装到位。 UPS机房通常是为该大型模块预留的。由于在任何房间放置大型UPS模块都是很危险的,因此必须仔细计划在计划冗余UPS系统时,系统功率是一个重要因素。一般来说,轻载UPS模块的功率要低于轻载UPS模块的功率。下表显示了使用240kw负载时分析具有不同容量UPS模块的系统的负载分布。如表所示,为特定使用环境选择的模块大小将严重影响系统电源。任何低负载下的特定UPS在规划过程中应调查特定数据<中心>

“具有不同容量的ups模块配置表”

串行冗余和并行冗余分别的优点①串行冗余的优点·产品的选择非常敏感,可以混合使用不同制造商或不同类型的产品具有ups容错功能

·不需要同步设备

对于双模块系统,这是相对经济的(2)并行冗余“ n + 1”系统的优点·该方案的可用性高于“ n”设备,因为当UPS模块发生故障时,还有其他冗余容量可用

·由于使用了带跟随器的断路器,并且模块始终在线(无增量负载),因此故障率低于串联冗余

·可以根据电力需求的增长进行扩展。多个单元设备可同时安装在同一设备中

硬件布置不仅在设计概念上简单,而且成本低廉串联冗余和并联冗余的缺陷取决于主模块的静态旁路能否从冗余模块正确接收电源

·如果电流超过逆变器的容量,则需要两个UPS模块的静态旁路正常运行

当主UPS模块转移到旁路时,辅助UPS模块必须能够应对突然的负载变化开关设备和相关控件不仅复杂,而且很有价值

·因为设置为保持不间断电源的辅助UPS在0%负载下运行,所以成本增加了

复杂系统:双模块系统需要至少一个断路器在市电和另一台UPS之间进行选择作为旁路电源

·两个或更多主模块需要选择特殊电路,以使冗余模块或市电电源(静态转换开关)成为旁路电源

每个系统都有一条负载总线,因此只有一个故障点两个模块必须选择相同的设计,相同的制造商,相同的额定值以及相同的技术和设备

·UPS系统的上游和下游仍然只有一个故障点

·如果维护单个UPS系统模块和除电池以外的下游设备,则负载将处于免维护电源状态

·如果并行连接板或并行控制器及其下游设备需要维护,则负载将处于免维护电源中

由于每台UPS设备的利用率均低于100%,因此运行功率低每个系统都有一条负载总线,因此只有一个故障点串联冗余与并行冗余之间的区别;不需要串联连接,甚至可以使用来自不同制造商的不同容量的模块并行冗余设计中的ups模块平均分配关键负载容量;在串联冗余设计中,主UPS模块承担所有负载的电源


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