隨著自動(dòng)化、信息化的不斷發(fā)展,各行業(yè)對(duì)電力需求越來(lái)越旺盛,對(duì)電力保護(hù)要求越來(lái)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(gè)領(lǐng)域。UPS從誕生發(fā)展到現(xiàn)在,市場(chǎng)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(chǎng)上最常見(jiàn)的三種機(jī)型,以下從基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)介紹這3種機(jī)型,進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比,以供用戶選型參考。
在說(shuō)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(guó)外沒(méi)有高頻機(jī)和工頻機(jī)的說(shuō)法,它們的定義是變壓器型和無(wú)變壓器型UPS,國(guó)內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來(lái)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(lái)區(qū)分的話,分別有機(jī)架式、模塊化和塔式機(jī)型。這個(gè)相對(duì)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(jì)的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說(shuō)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(gè)6脈沖整流器和一個(gè)移相變壓器,這樣能夠帶來(lái)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(shì),其指標(biāo)對(duì)比如下:
模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨(dú)做成一個(gè)個(gè)功率模塊,然后每個(gè)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(tái)UPS就是一個(gè)個(gè)模塊疊加而成。模塊化UPS最大的特點(diǎn)是,功率部分很容易實(shí)現(xiàn)冗余功能,只要UPS帶載功率富余量大于單個(gè)模塊功率,UPS功率部分即可實(shí)現(xiàn)“N+1”冗余,從而提高UPS供電的可靠性。模塊化UPS還有個(gè)好處就是可用性高,當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí),直接更換模塊,維修時(shí)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(zhǎng)邊投資”的模式,即用戶可以在初始建設(shè)時(shí)購(gòu)買較少的功率模塊,在業(yè)務(wù)增長(zhǎng)用戶設(shè)備增加后再購(gòu)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(lái)說(shuō)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(duì)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(chǎng)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(diǎn)逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可,尤其是華為攜模塊化UPS重現(xiàn)UPS市場(chǎng),迅速帶動(dòng)模塊化UPS
高速發(fā)展,其市場(chǎng)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(diǎn),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(chǎng)上最常見(jiàn)的三種機(jī)型,其各有各的特點(diǎn),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(diǎn)及其負(fù)載特性,作為廠家需要站在客戶應(yīng)用的角度來(lái)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(lái)選擇最優(yōu)的方案,從而確定適合自己的UPS機(jī)型。