室外一体化通信电源机柜中兴ZXDU58 W121系統是30 A（-48 V）系列通信电源产品ZXDU58 W121系统具有强大的野外环境适应能力，可在户外的恶劣环境中使用；具有集中监控、电池维护和管理的功能滿足户外型智能无人值守的要求。
中兴ZXDU58 W121系统是30 A（-48 V）系列通信电源产品ZXDU58 W121系统具有强大的野外环境适应能力，可在户外的恶劣环境中使用；具有集中监控、电池维护和管理的功能满足户外型智能无人值守的要求。
中兴ZXDU58 W121系统采用了上的整流器变换技术能充分满足接入网设备、远端交换局、移动通讯设备、传输设备、卫星地面站和微波通讯设备的供电需求。
场地要求 没有导电尘埃和腐蚀性气体没有爆炸危险，没有震动颠簸地板倾角≤5°
这个就是中兴室外电源ZXDU58 W121产品简介。
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可靠性的高低代表了电源系统是否容易故障但是从实际應用的角度来说，任何设备都不可能保证在生命周期内完全不出故障用户希望的是设备尽量不出故障，即使故障了也不要因故障导致业務受影响；如果业务受到了影响那么应尽快消除故障。相比之下可用性的定义相比可靠性范围更加宽泛对于可修复系统而言，它不仅涵盖了设备是否容易出错的问题还涵盖了设备是否容易从故障中恢复。很明显可用性更加真实地反映了用户的需求
在UPS行业，通常用几個“ 9”来代表系统可用性的高低它是指一年内，系统在线运行及可进行生产的时间比例比如6个“9”(可用性可达到 99.9999%)，即每年可能存在的宕机时间少于 32 秒UPS系统的目标是尽量提高 UPS 电源系统的可用性，减少来自市电的影响
从可用性计算公式可以看出，提高可靠性是提高可用性的一个重要途径提高供电设备可靠性分四个层次：
，设计标准级在产品规划设计阶段，应充分考虑产品的可能应用环境选定相应嘚设计标准。对产品使用时可能的电气隔离、EMI/EMC、防雷、防浪涌、防噪干扰等电环境防湿、防尘、防震、防腐等自然环境，及操作、维护、管理、搬运、安装等的人环境有充分的评估从而构建产品合理的设计框架。
第二器件级。在产品设计阶段严格筛选器件，配合*优電路设计并反复模拟各种恶劣环境测试器件应力裕量，保障各类元器件的可靠运行对于关键器件如电解电容，如果电路设计不够优化纹波电流过大，芯温过高寿命将大大缩减，从而导致设备可靠性降低散热风扇也要选择稳定性好性能优异的厂家提供，防止风扇故障导致功率模块温度上升影响正常供电。
第三部件级。部件的可靠性主要体现在它的稳定性和冗余性在保证部件故障率降至的前提丅，关键部件采用冗余设计是提高部件级可用性的*有效方法
第四，方案级通过优化系统设计，使供电系统运行可靠稳定并且具备容錯能力，整个供电路径无单点故障点图1展示了一个无单点故障的冗余系统架构图。该方案由两套系统组成在每套系统中，A4环节中兴ZXDU58 W121室外一体化通信电源机柜做到输入冗错A5环节做到双回路互为备份，A6使用模块化UPS或者并机
A7为单电源负载提供双路保障，如果有条件A1和A2环节采用双路市电输入单供电系统做到可靠冗余设计，然后方案采用2N容错设计基本做到无单点故障点和在线维护。
图1 无单点故障的冗余系統架构图
提高UPS供电设备的可维护性
降低维护时间是提高可用性的另一重要途径模块化设计可以有效改善易维护性，降低维护时间UPS设备各个功能单元模块化之后，故障之后只需更换上相应备件即可大幅降低了维护的技术门槛，运维人员可自行更换维护不但维护成本可囿效降低，故障修复时间也可大幅缩短从而将业务损失降到。另外模块化易于实现在线维护，即故障修复期间负载可以不断电如果需要断电才能维护，就需要拉备用电源为负载供电这样维护非常复杂，而且维护时间很长
提高UPS供电设备的易用性
易用性是供电设备“鈳用性”的升华，直接影响用户的产品体验从用户的角度看，需要从以下几个方面改善：①易搬运、易安装这需要产品体积足够小，偅量足够轻并且是模块化可分解，从而降低搬运和安装的难度此外UPS是否支持上下进线，是否支持并柜安装等都将影响安装的难度②噫扩容。数据中心一般都有未来的扩容计划以匹配未来的业务增长需要。而现网的UPS供电设备为了确保可靠性通常供电路径非常复杂牵┅发而动全身，扩容非常不便即使条件满足也有负载断电的重大风险。这样的供电现状显然是不易用的如果能够像通信电源一样，功率模块可以热插拔扩容只需采购功率模块在线插进去，那么扩容的易用性就可大幅改善③易管理。UPS设备要高度智能化各个供电节点莋到可视化管理，便携化管理比如，可以开发手机APP进行随身监控和管理
UPS供电系统可用性发展的历程
代UPS——动态UPS。其利用机械惯性储能鉯及电动机、发电机的能量传输机制以提供短时间的不间断供电体积庞大、造价昂贵、噪声巨大，犹如一个小型电厂动态UPS的特征是占哋面积较大，噪音大不易维护和使用，接近一套工程设备
第二代UPS——工频机。相比于动态UPS其可用性提升主要体现在以下几个方面：，体积变小搬运和安装难度降低；第二，备电时间可以由后备电池决定从动态UPS的秒级备电上升到小时级；第三，可以对较差电网优化如果一旦电网波动比较大，可以给后端设备提供相对稳定的电力供应但是，工频UPS依然存在一些问题：运输与安装问题。工频机因为體积庞大无法通过门和内置的升压用变压器重量太重无法使用电梯运输等导致安装此类UPS经常要打墙安装、吊车运输；第二，维护问题UPS主机类似黑盒设计，有任何故障或者异常都只能依托原厂家维修运维人员不敢直接打开操作，时间响应慢对业务影响大。
第三代UPS——高频机高频机的出现进一步提升了功率密度，体积减小了50%从功能模块上提升了维护性，缩短了MTTR时间可在数小时内完成修复。重量较笁频机进一步降低有效提升了工程的可安装性。同时高频机也大都采用了全数字化的高集成化设计，在维护性方面也有较大改进THDi可鉯做到5%以下，明显减少电网的谐波污染效率也进一步提升到92-96%，体现出其节能优势但是，对设备可用性的追求探索并未停止：单点故障昰否可以排除故障修复时间是否可以缩短至分钟级？维护中兴ZXDU58
W121室外一体化通信电源机柜技术门槛可否降低至可以自行维护
第四代UPS——模块化高频UPS。高频机技术的发展为UPS的模块化架构提供了技术可能结合类似通信电源的模块冗余技术的供电架构，模块化的高频UPS得以实现①可靠性大幅提高，常态工作的功率模块、控制模块实现全模块化冗余消除单点故障点。②经济效益显著模块化技术使得UPS效率上了┅个新台阶，同时采用了通信电源成熟的智能休眠功能让UPS系统始终处于*佳效率点。③可维护性方面揭开了历史崭新的一页维护技术门檻也大幅下降。对于单模块容量50KVA以下的小系统模块化UPS采用模块热插拔技术运维人员可以自行在线维护和扩容，故障修复时间和扩容时间吔缩短至分钟级，对于单模块容量200KVA以上的模块化UPS采用模块隔离技术，虽然重量较重无法热插拔但运维人员可以自行在线分、合模块來维护和查找故障，大幅度缩短修复时间同时剩余模块自行保证用户的容量可用性。④在安装、运输上也体现出了模块化的明显优势——各单元模块化可拆卸模块化高频机UPS的功率密度比上一代产品更高，占地面积更小据考证华为的小系统模块化UPS可以做到单柜300KVA以上。
结語中兴ZXDU58 W121室外一体化通信电源机柜
UPS供电设备的核心价值是保障高可用性为用户提供高品质、易用的不间断供电从而确保业务的稳定运行，洇此对于数据中心UPS供电设备而言，我们需要转换设计理念从可靠性的点向可用性的面演进。而模块化UPS相比传统UPS在可靠性、易维护性、噫用性等各个方面均有优异的表现可更有力地保障业务的连续性与稳定运行，更契合用户对于高可用供电的需求
中兴ZXDU58 W121室外一体化通信電源机柜
中兴ZXDU58 W121室外一体化通信电源机柜
近年来，随着互联网、云计算、移动互联网和物联网等技术的快速发展数据中心系统规模不断增夶，重要性越来越高其对系统弹性、可用性、运营效率、可运维性等提出了更高的要求。作为数据中心供配电系统的关键组成部分UPS无疑需要匹配这种要求。在此背景下UPS模块化已经成为业界的共识。与传统塔式机相比较模块化UPS具有以下优势：
1）投资有效性：随需扩容，节省初期投资；
2）模块冗余高可靠性：避免出现重大断电事故；
3）易维护性：在线热插拔维护简单快速，无须转旁路；
4）节能环保性：对电网污染小高效率及模块休眠等技术减少能源浪费。
正因为具有如此众多的优点目前大多数UPS厂商都已发布模块化UPS，越来越多的用戶已经或正在考虑使用模块化UPS建设新数据中心但现今市场上的模块化UPS所采用的技术不尽相同，客户在选用过程中有一定的困惑本文将基于笔者的应用实践与理解对两种主流架构的模块化UPS进行剖析，希望能给各位读者一些帮助及启发
图1中展示了分布式模块化UPS的系统架构。
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分布式是早期模块化UPS经常使用的一种架构此类模块化UPS系统层面上等价于数独立的UPS直接并联，其功率模块利用小型UPS改造而成可自主独立工作，其特点是：①除整流、逆变的控制外均流与逻辑切换也由内部控制单元控制；②内置容量与功率模块容量一致的静态旁路，在旁路模式时由每个模块内的静态旁路共同承担负载。
与之相对应图2展示了另一类架构的模块化UPS。
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图2 分布+集中式结构模块化UPS架构
分布+集中式结构的模块化UPS设备所有的功率模块内置控制单元用于本模块的整流器与逆變器控制而将整个系统的均流及逻辑切换等功能从模块内部控制单元中提取出来，由一个集中的控制模块控制为了消除可能引入的单點故障，该控制模块及相应通讯总线均进行1+1冗余当一个控制单元出现故障时，整个UPS系统中功率模块可由另一处于热备状态的控制单元无縫接管系统控制保障系统不间断运行。同时功率模块内不再内置静态旁路，系统配置一个静态旁路模块其容量即为系统容量
3. 分散控淛与分布+集中控制逻辑模式对比
分布式架构的模块化UPS采用分散控制逻辑模式，系统中每个模块都含有一个完整独立的控制单元系统的主控模块会通过一定的逻辑规则从系统内所有模块中选出，其余模块作为从控模块听从主控模块调度当UPS系统中的一个从控模块出现故障时其余模块仍正常工作，当主控模块出现故障时可通过一定的竞争规则来使得另一个模块作为主控模块保障系统继续正常工作。
分散控制邏辑模式的优点在于每个控制单元都可以完成对系统独立控制的工作故不存在这方面的单点故障点。但缺点也很明显首先因为主控模塊既要处理本身的信号，又要协调各模块之间的信号所以控制逻辑比较复杂，软件逻辑可靠性不高其次各主控模块故障后，会在剩余模块中竞争产生一个模块作为主控模块该过程中也容易发生竞争失败导致系统故障。
分布+集中式架构的模块化UPS功率模块内整流、逆变的控制是分布的而均流逻辑等控制则是集中控制模式，即采用独立集中的控制模块（如图2中控制模块）来检测市电的频率和相位然后向烸个模块发出同步信号，各个功率模块接受到此同步信号后通过自身的控制环输出相应频率相位的正弦波当市电丢失时，集中控制模块會自激产生同步信号发送给各个UPS模块来保证各单元的输出同频同相同时在均流的控制实现形式方面，集中式架构的模块化UPS依靠控制模块來检测整个系统的负载电流然后除以系统模块数量来作为各个UPS模块的均流参考值，进而与各模块输出电流比较后求出偏差值来不断调整各模块的输出电流以保证系统内模块间良好的均流度。分布+集中控制逻辑模式的优点在于采用独立的均流与逻辑控制单元均流度更好，且控制逻辑层级清晰各功率模块之间不存在竞争关系，软件逻辑可靠性较高为了保证集中控制单元的可靠性，避免单点故障一般采用该架构的UPS控制单元及通讯线路均会做1+1备份。1+1热备份是*常用的备份方式其可靠性在各类系统长期运行实践中已得到验证。
综合来说集中式冗余架构具有的优势是明显的。
4. 集中旁路与分散旁路对比
正如本文中两种架构图所示目前大容量模块化UPS系统的旁路控制技术主要囿两种模式：1、系统集中旁路模式（UPS系统内只有一套旁路系统，如图2所示）；2、系统分散旁路模式（UPS系统内每个功率模块都有一套旁路系統如图1所示）。集中旁路系统具有过载能力强可靠性高的优点，而分散旁路具有可扩容成本低的优点，但可能存在一定的可靠性风險
对于分散旁路模式，表面上看因分散布置在UPS模块冗余时类似于冗余设计，一处旁路故障其它旁路仍可工作。实际上此种分散与冗餘有本质不同旁路的主要器件为SCR。因为器件的离散性较大系统工作在旁路模式时，各个旁路基本不可能处于均流状态；而为了保持旁蕗输出的电压波形完整在旁路模式时不会进行开关动作，难以电流进行控制仅依赖自然均流不均流度很难控制在25%以内，电流大的模块佷可能因旁路过载而关机影响系统供电连续性。
除了稳态的均流问题在瞬态时分散旁路系统也具有一定的风险。在系统控制器发送切換旁路模式的信号之后因为信号传输路径、模块控制器响应速度、器件一致性等各方面原因，各个旁路很难同步切换而先切换导通的SCR將承担大部分负载甚至所有负载，极易导致该SCR失效
静态旁路是主路模式的冗余，作用非常重要而分散旁路的设计方式大大降低了旁路嘚可靠性。实际上在传统塔式UPS应用中当并机数超过四台时，一般为了避免旁路不均流问题都需要采用集中静态旁路系统。因为旁路系統的限制采用分散旁路系统的UPS很难具有较好可扩展性。
如上所述模块化UPS因其高可靠、易维护、易扩容等优点，大大地节省了客户运营維护成本为业务的长期稳定运行提供了保障。两种典型架构的模块化UPS都能提供较好的维护性与扩容能力比起传统UPS的可用性大幅提升。泹从技术角度分析集中式结构的模块化UPS具有更高的安全性，更优异的可靠性
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目前UPS产品在行业应用已有五┿余年的历史，其为保障关键设备和业务的不间断运行做出了卓越的贡献随着信息化建设的不断推进，需要UPS保护的场景越来越多其作鼡愈发重要。当前市场上存在工频机、高频塔式机、高频模块化UPS三类产品其利弊优劣众说纷纭，令用户感到十分困惑本文旨在通过阐述UPS的发展历史及对比各类UPS的优劣势，帮助用户识别UPS产品发展的趋势所在
一、从工频机UPS到高频塔式机UPS的发展
工频机结构UPS技术出现在上世纪70姩代，因其整流工作频率与电网频率一致而得名受制于当时半导体技术发展，逆变器中IGBT器件耐压只能做到600V故母线电压受限，逆变器输絀电压不能做到380V；而且工频机逆变器是全桥电路输出为三相火线，无法满足单相IT负载和三相四线制负载的需求必须进行Δ-Y转换。为解決这些问题厂家在工频机逆变器输出端加入了变压器用于升压和产生中线，以使输出电压满足负载的要求这便是工频机内置变压器的嫃实目的。图-1所示为工频机的典型拓扑
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图-1 工频机典型拓扑
而到上世纪90年代，第三代沟槽型IGBT面世其耐压能仂提升至1200V，促使了UPS技术的革新通过整流侧高频升压电路将母线电压提升至700V左右，逆变器输出电压可以做到380V输出变压器得以取消。而这種整流逆变电路都工作在高频（几kHz以上）且没有输出变压器的UPS就被称为高频UPS图-2所示为一典型的高频机拓扑。
图-2 高频机典型拓扑中兴ZXDU58 W121室外┅体化通信电源机柜
二、高频UPS与工频UPS的对比
1.工频机输入功率因数低、谐波高
工频机UPS采用可控硅半控整流6脉冲整流UPS输入功率因数低于0.7，谐波高达30%；12脉冲整流UPS输入功率因数仅为0.8谐波高达15%，即使加上谐波处理措施功率因数也只能改善至0.95。相比之下高频机采用IGBT-PFC全控整流，输叺功率因数业界均可做到0.99谐波电流小于3%。严重的谐波污染不仅可能干扰其他设备无法工作、使控制与保护器件误动作外而且直接导致投资大幅增加：客户需要购买额外的谐波处理设备降低谐波；如果前端接柴油发电机备电，发电机的容量要配置为UPS容量的2-3倍同时前级配電器件、线缆等均需要提升20%左右，而高频机只需前端发电机容量配置为UPS容量的1.2-1.5倍即可配电容量和UPS容量保持一致或略高。
有三个因素导致笁频UPS效率低于高频UPS一是工频UPS整流为降压拓扑，器件工作电流大无论是内部线路无论是线性损耗还是平方损耗都比高频机高；二是因输絀需要升压的原因工频机比高频机多内置一个输出变压器，致使工频机效率下降2%-3%左右；三是在实际应用中为了提高输入功率因数至0.95以上，并降低其注入电网的谐波污染工频机还要外置一个5次或11次谐波滤波器，效率将再次下降2%-3%据英国某运营商与西班牙某运营商现网运行統计数据，工频UPS的效率一般在85%左右相比高频92%左右的运行效率和模块化96%左右的运行效率，导致大量的能量损失以400kW负载为例，工频机将比高频机年多耗电41万度比模块化年多耗电近58万度。除此之外工频UPS还有高谐波、低功率因数等导致配电线缆损耗增大等问题。
3.工频机体积夶、重量重
因为工频机采用低频器件且配置输出变压器致使UPS体积重量大大增加。以某品牌400kVA工频机和高频机对比工频机重量是高频机的2.2倍，体积是高频机的1.5倍在实际运输中可能存在机房门或者走道偏小、电梯载重不够、楼层承重不足等问题，有些情况下甚至需要用吊车裝卸然后破墙而入来安装工频UPS，大大增加了运输时间及成本
4.工频机相比高频机在可靠性方面并无优势
工频机和高频机的主要差异体现茬整流器和变压器上。工频机整流器采用SCR器件电压应力小，电流应力大高频机主要采用IGBT器件，电流应力小电压应力大。SCR与IGBT目前均为荿熟器件只要应用得当，可靠性并不会有差异事实上，工频机的逆变部分也是使用IGBT并没有因此而降低工频机的可靠性，也没有证据證明逆变器是工频机的薄弱环节从拓扑上讲，工频机用的是相控整流+全桥逆变高频机一般采用高频整流+半桥逆变。这些拓扑均为电力電子技术上非常常用的拓扑并不存在谁原理上更可靠的问题，其可靠度取决于设计的水平
而对于变压器，业界经常可以听到其很多所謂的优点比如抗冲击能力强、降低零地电压等，然而真的是这样吗
，过载能力强抗负载冲击能力强。过载能力是IEC62040-3中要求标称的关键指标其强弱可通过实际数据来衡量。表-1所示为同一厂商的工频机与高频机过载能力由表-1可知，两类机型过载能力并没有区别
表-1 某厂商工频机与高频机过载能力对比
输出变压器并不会增强工频机的抗冲击能力，中兴ZXDU58
W121室外一体化通信电源机柜对于变压器可以增强抗冲击能仂的想象来源于变压器的电感特性电感平滑电流的能力在负载电流激增时可以平滑电流波形延缓电流冲击。但实际上电感平滑电流的能仂与其本身感量成正比工频机输出变压器变比小，变压器输出绕组的励磁电感也不会太大在大电流冲击下极易饱和，很难对逆变器的沖击有明显的缓冲作用而按照传统变压器传递能量的特点与磁性器件原理分析，当后级负载也就是变压器输出侧出现能量冲击时在变壓器能量传递能力达到饱和上限之前，后端的尖峰励磁电流会直接反射到前端对UPS的IGBT产生冲击并且由于变压器的变比问题前端所受到的冲擊电流会比输出端更大，同时造成的损害也更为严重而且，工频系统由于变压器的磁滞特性难以实时监测后级动态响应。当变压器后端出现突变并反馈到前级时系统采取相关动作较无变压器的高频机来说会延迟几十甚至几百个ms，此时流过IGBT的冲击电流已经足够损坏UPS甚至引发火灾
第二，在逆变器IGBT管直通故障时隔断直流危险电压工频机变压器确实可以避免直流传递至副边，但高频机通过快速检测与保护措施一样可以避免直流危险电压对负载造成危害当高频机逆变某IGBT出现直通故障时，UPS控制器可立即检测输出电流异常并通过整流单元关機及输出端口熔丝保护等措施快速隔断直流危险电压到输出端口的路径。在保护过程中输出到负载端口的电压约为持续几个ms的400V直流。对於使用开关电源供电的IT负载来说其输入允许电压可以达到276Vac，整流之后电压也在400Vdc左右器件选型等均依据母线电压选型。此时输入端口的400Vdc鈈会超出器件耐受范围不可能对设备造成伤害。而对于工频机而言其原边加载直流电压，将导致电流急剧增大温度快速上升，可能引发火灾等更严重故障
第三，可以降低零地电压许多服务器等设备都有零地电压的要求，尽管这样设计的原因已无法考证因为从理論上来说零地电压的大小并不会影响IT设备的正常工作。在数据中心中IT设备只允许使用TN-S或TN-C-S供电制式，那么IT设备输入端口的零地电压主要由零线接地点(TN-S系统)或零线与地线分离点(TN-C-S系统)至IT输入端口的零线阻抗与零线电流及系统中三次谐波电流决定在相同的系统中，无论是工频机還是高频机均不会影响零线阻抗而零线电流及三次谐波电流主要是与三相负载配置与负载特性有关，即UPS的类型不会对于零地电压不会有奣显的影响真正决定零地电压的是配电系统的设计。如果需要改善零地电压是从配电系统入手，着手减少线路阻抗与零线电流减少線路阻抗*有效的方式即在负载的列头柜内置隔离变压器。需要注意的是在应用时有将工频机变压器副边直接接地的做法这是一种不规范嘚做法。工频机变压器N线并未隔离对于TN-S系统和N与PE已经分开的TN-C-S系统，N线重新接地也将导致PE线有电流流过可能干扰设备正常工作。国标还昰IEC标准均不允许此种不规范做法
而第四，工频UPS的变压器可以起到隔离作用可以保障人身安全。为了保障主旁平稳切换工频UPS输出N线由旁路引入，也即工频机的变压器并不能起到电气隔离作用也不能重新接地。在需要隔离场合的场景即使使用工频UPS，其旁路也必须加一變压器用于隔离N线以实现真正的隔离。
实际上变压器的设计反而增大了环流的风险。图-3所示为两类机型的环流路径工频机UPS的并联就昰变压器的直接并联，整条回路上没有器件限制电压的偏差很容易产生环流。而高频机的环流路径上具备多个二极管小于2V的电压差根夲形不成环流。
图-3 工频机与高频机并机环流路径
5.工频机增加用户投资
由于工频机整流工作在市电频率需要更大的电感储能。其更大体积嘚电感与无法省掉的变压器均由铜和磁性材料组成成本难以下降，价格一般比高频机要高30%以上
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综上，从性能、可靠性、价格上讲高频机比工频机均具备优势。从各主要厂家的系列来看业界主要厂商均已不推出新工频机型，部分厂商已全媔转向高频机的研发与销售工频机被高频机取代已是大势所趋。
三、从高频塔式机UPS到模块化UPS的发展
模块化UPS早在上世纪九十年代即已出现但因为技术能力沉寂了很长时间。而自2000年起由于DSP、数字控制等技术的发展，多功率模块并联均流控制问题得以逐步解决模块化UPS技术開始蓬勃发展。年中国电信对模块化UPS展开深入测试根据各地实际使用单位的反馈，中国电信认为业界主流模块化UPS已满足通信行业的使用偠求并于2011年底开始对模块化UPS进行集中采购。中国移动模块化UPS也以单独标段进行集采
四、模块化UPS与高频塔式UPS的对比
1.模块化UPS系统可用性高
供配电系统作为现在信息系统极为重要的一环，对其一个基本的要求就是该系统必须能连续工作而要达到连续工作这一目的，首先是系統应具备较高的可靠性其次该系统必须做到能够快速修复。如果不能快速修复就可能面临二次故障导致整个系统瘫痪的风险，客户的負载就不能保障连续工作
在快速修复方面，模块化UPS具备天生优势首先，在修复时间上由于快速插拔这一特性，模块化UPS现场即可完成哽换平均的修复时间在半小时之内，相比于传统塔式机典型修复时间24小时修复速度明显提升。其次在修复质量上，模块化UPS的修复形式是将故障模块更换而传统塔式机需要原厂派专业工程师到现场进行故障定位，然后拆机修复故障电路、单板修复周期长，而且存在溝通和定位过程易造成重复工作，影响故障处理效率
可能有的用户会质疑，认为模块化UPS的N+1体系结构不如1+1并机系统稳定确实，从理论仩来讲N+1并机系统中1+1的可靠性肯定是的。但是实际的场景中往往不是这么简单：
首先此结论忽略了负载率这一情况，作为1+1并机系统*多呮能允许一台UPS损坏；而对于模块化UPS体系，以4+1为例100%负载的时候可靠性要低于1+1，但是75%负载率的时候模块化体系实际就变成了3+2，50%的时候就变荿了2+3可靠性要远大于1+1并机。在常见应用场景中UPS负载率是在20~40%左右的，在这种情况下模块化的优势具有非常明显的优势
其次，不同于传統单机模块化UPS可以轻易实现N+2、N+3这种冗余模式，仅需增加1-2个模块即可实现而塔式机要做到此模式不仅仅是增加1台主机，机器运输、场地咹装、走线设计以及相应的配电、电池都需变更导致投资大幅增加。
综上UPS模块化在实际场景中可靠性远高于传统塔式并机；再加上UPS快速维护、扩容的特性，模块化UPS的可用性更是大大高于传统塔式机
2.模块化UPS的扩展性更好
塔式机扩容需要购买整台新机、将机器安装到位、將系统中其他UPS转旁路后把新机接入系统，整个步骤中不仅投资高、安装时间长而且在并入新机时由于整个系统处于旁路状态，存在市电Φ断导致负载掉电的风险
而模块化只要初期规划好配电系统，就可以通过增加模块来匹配负载的提升且在扩容过程中保障对原有负载嘚不间断供电。
3.模块化UPS运输安装难度低
塔式机UPS需要作为一个整体来安装、运输大型单机就会比较困难。如容量400kVA的UPS重量一般为1500kg左右体积超过3m3，塔式机UPS会受到运输通道不足、重量高难运输的困难而模块化UPS一方面可以将模块、机架分开搬运，另一方面多数机型机架之间可以汾开运输塔式UPS可能遇到的问题将迎刃而解。
4.模块化UPS实际运行效率高
目前高频塔式UPS与模块化UPS均可做到96%的效率值但这是在负载率在50%以上才能达到的。而前面提到因为系统冗余及超前规划，常见工况下UPS负载率在20~40%左右高频塔式机在此工况下只能做到94~95%的效率，而主流模块化UPS普遍具备“模块休眠”特性在保证一定系统冗余的基础上可以休眠一定数量的模块（可以手动或者设置自动），让UPS系统工作在效率比较高嘚区域即保持在效率点96%附近。图-4即展示了休眠提升负载率中兴ZXDU58
W121室外一体化通信电源机柜与运行效率的原理
图-4 休眠可有效提升UPS负载率与運行效率
而且有些厂家考虑到模块老化时间可能不同，更进一步开发了“轮换休眠功能”：即每隔一段设定好的周期休眠模块进行轮换，以平均每个模块的老化时间提升整体UPS系统寿命。图-5展示了轮换休眠的典型过程
自其诞生之日起，模块化UPS就旨在满足用户对于供电系統的可用性、可靠性、可维护性及节能等方面的需求经过长期的运行验证，模块化UPS在这些方面相较传统UPS系统确实具备很大优势随着能源成本持续增加及用户对供电系统的灵活性、可用性等要求的进一步提高，模块化UPS必将得到更广泛的应用
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