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UPS电源的供电可靠性

UPS电源涉及电力电子和材料等学科，单机平均无故障时间的提高受制于相关学科理论和半导体材料的限制，现阶段难有突破，即UPS技术处于成熟阶段。UPS供电系统采用冗余技术是目前UPS系统提高可靠性的主要方式。

UPS的可靠性=提高单机平均无故障时间+冗余

单机平均无故障时间(MTBF)=20-25万小时

UPS冗余配电方案无非是1+1(塔式机)或N+X(模块机)。塔式机主要内置整流器、逆变器、静态开关及控制电路，模块机则由机架、UPS 功率模块、静态开关模块、显示通信模块以及电池组构成。塔式机多采用1+1冗余系统可靠性较低，而模块机可实现N+X冗余系统无单点故障瓶颈，所以模块UPS是可靠性的优秀选择。

图示：UPS电源整体结构区别

塔式机

模块UPS

UPS电源的可扩展性

考虑负载是针对当前需求，可扩展性则是着眼未来。考虑到未来业务增长对系统的需求，如果想让自己的UPS系统的功率与实际需求一起增长，在UPS采购的时候，则需要着重考虑到UPS电源的可扩展性。通过分析，模块UPS效能的集成化特点可大提高系统可靠性和可用性。

UPS电源的高效率要求

UPS实际效率的高低由带载量决定：负载50%时整机效率≤70% ，负载60%时整机效率≥80%

中国电信集团电源维护技术支撑中心对UPS效率测试结果

如果传统塔式机在1+1冗余下做1次冗余，每台设备带载将≤50%，但效率≤60% ，这已经是能耗比低的表现。而在正常运行下的模块机，可根据实际负载量来配置合理的电源容量，并留2至4个冗余功率模块，这无疑是既方便又高效。

UPS电源的可维护性

传统UPS的维护特点：

电路板级的维修

修复时间受人为因素影响较大

需专业工程师到现场

需在停电或旁路状态下维护

模块UPS维护特点：

模块级的维修，无需查找故障点

修复时间不受人为因素影响，可控性强

一般不需工程师到现场，可自主维护

无需转旁路、在线热插拔，不影响负载运行

UPS电源的性价比

大型UPS系统的投资，应从主机费用、电池配备费用、维修费用、运行费用、扩容费用及使用寿命等几方面综合考虑。运行成本=电费+运维费+场地费+人员投入等。有那么一项统计，模块机使用降低综合运行成本的20%-40%。

左：模块机，右：传统塔式机

某模块UPS与单机UPS的综合性能对比

易事特UPS电源行业报价-UPS电源直销价格

现代风力发电机组提出了与其他建（构）筑物不曾有的防雷问题，这些问题是：

——风力发电机组是高度超过150m 的高大构筑物；

——风力发电机组常常安装在非常容易受到雷击的场地；

——风力发电机组的许多暴露部件，如叶片和机舱盖往往由不能承受直击雷或传导直击雷电流的复合材料制成；

——叶片、轮毂、发电机与机舱是相对旋转的，不利导流；

——雷电流必须通过风力发电机组的金属结构传导到大地，因此，实际上大部分雷电流将流经或靠近所有的机组部件。其中机组中所使用SPD 要特制，必须满足电磁兼容要求。

——风电场中的风力发电机组的相互电气连接，往往位于接地条件不好的区域。

针对上述问题，我们通过对介绍叶片遭雷击的损坏机理、雷击叶片试验等对叶片遭雷击现象分析，得出有针对性的叶片雷电防护系统的设计。[2][3]

1 叶片损坏现象和机理

雷击点出现的典型损坏现象有以下几种情况：

1.1 开裂和灰化

叶片表面复合材料开裂和灰化，以及雷击点的金属部件烧毁或熔化。开裂属于机械损坏，灰化属于热效应的结果。

1.2 电弧

雷电流在叶片内部形成电弧，或在叶尖雷击点和导体部件之间常会形成内部电弧。风力发电机组的叶片的损坏为严重，空气中的电弧会存在于叶片内的空洞和叶片表面，属于电气损坏。

1.3 爆裂

雷电流传到复合材料层之间时，因为层间有些潮气，内部电弧加热潮气引起压力冲击使叶片爆裂或使叶片表面沿着前后缘和叶片承载梁处撕裂损坏，小至叶片表面发生裂纹，大到叶片完全碎裂。有时压力波会通过轮毂从受雷击的叶片传到其他的叶片上而引起损坏。属于热效应和机械损坏。