一、引言
為了提高系統可靠度，現在的機房多采用N+X并聯(lián)冗余或者雙母線(xiàn)的UPS配置方案。以往的方案中UPS主機的數量多了，而電池的數量也往往跟著(zhù)成比例的增加，從而使花于電池的金錢(qián)、空間、承重、維護等各方面的投資加大，有時(shí)甚至是UPS主機的幾倍。那么有沒(méi)有一種方案在系統后備時(shí)間不受或者少受影響的情況下少配電池呢?有沒(méi)有一種方案在UPS主機冗余的情況下而不要求電池組一定跟著(zhù)冗余呢?
有，共享電池組就是一個(gè)很好的解決方案。

二、共享電池組方案的理論基礎及其優(yōu)越性
所謂共享電池組方案就是指兩臺或者多臺UPS主機同時(shí)利用一組或者多組電池的解決方案。市電正常時(shí)，各UPS同時(shí)給電池組充電，市電異�；蛘咧袛鄷r(shí)，各UPS又同時(shí)利用電池組的能量逆變成交流電供給負載。
共享電池組方案的系統架構示意圖如下：
在N+X并聯(lián)冗余或者雙母線(xiàn)的配置系統中，UPS主機一定有冗余，如：2+1并聯(lián)系統中，冗余量占總容量的33%，1+1并聯(lián)系統中，冗余量占總容量的50%， 1+2并聯(lián)系統中，冗余量占總容量的67%，在雙母線(xiàn)系統中冗余量至少占總容量的50%等等。按照常規的電池配置方法，每臺UPS主機配帶各自的電池組，如果UPS主機因故不能逆變，它所配帶的電池組也就跟著(zhù)作廢了，盡管電池沒(méi)有故障。所以UPS主機冗余，電池也要跟著(zhù)冗余，主機冗余量占UPS總容量的百分之幾，電池冗余量也要跟著(zhù)占電池總容量的百分之幾，只有這樣才能使系統后備時(shí)間不受影響，達到真正冗余的效果。換個(gè)思路考慮，當某臺UPS主機發(fā)生故障時(shí)，如果將它所配帶的電池轉移給其它正常的UPS使用，那么系統配置的電池不就沒(méi)必要冗余了嗎?整個(gè)系統的后備時(shí)間不是同樣不受影響嗎?這正是共享電池組方案的理論基礎。
共享電池組方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.節省購買(mǎi)電池的資金投資

系統冗余量占系統總容量的百分之幾，就能節省電池總投資的百分之幾。在電池價(jià)格飛漲的今天，能夠節省的這筆費用是相當可觀(guān)的。同時(shí)，電池數量減少了，相應的搬運、安裝等投資也會(huì )跟著(zhù)減少。
2.節省安裝空間投資
大批量的電池所占用的安裝空間也是很大的，減少了電池數量,也就成比例地減少了安裝空間方面的投資。同時(shí)也就減少了房租、裝修費、空調配置等方面的投資。
3.節省承重方面的投資
電池組是很重的，為了解決樓層承重問(wèn)題，一般會(huì )擴大電池的放置面積或者制做承重支架。如果減少了電池數量，這方面8;7787。六六六力量。。了，，5，，7，的投資就會(huì )相應地省去。
4.節省運營(yíng)成本投資
電池數量少了，系統本身以及房間空調所消耗的電能也就少了，需要投入的維護成本也少了，同時(shí)還會(huì )更加環(huán)保。
5.系統擴容比較方便
對于共享電池組的UPS系統，日后擴容時(shí)可以不增加電池，如果現有電池組的后備時(shí)間還夠用，直接增加UPS主機就行了。擴容會(huì )變得非常簡(jiǎn)單、方便、節省資金。
6.發(fā)揮電池的最大效能，提高電池利用率
電池是需要維護的，如果長(cháng)期不放電就會(huì )失去活性。對于傳統的電池配置方案，由于電池數量較多，停電后電池會(huì )小電流放電，電池容量可能還沒(méi)有放掉多少市電就已經(jīng)恢復。這種小電流的淺度放電對電池是沒(méi)有好處的，久而久之電池性能就會(huì )下降，一旦某臺UPS壞掉，其它UPS電池的后備時(shí)間就會(huì )達不到要求。而對于共享電池組方案，由于電池數量相對較少，停電后電池的放電電流就會(huì )比較大，電池容量也可以放的比較多，這樣有利于提高電池的活性，延長(cháng)電池壽命。一旦某臺UPS壞掉，系統的后備時(shí)間也不會(huì )受到影響，因為電池不會(huì )跟著(zhù)UPS實(shí)效而失效。
從上面的分析可以看出共享電池組方案具有很多的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在投資、承重、安裝空間等條件受到限制時(shí)，這一方案更顯示出它的優(yōu)越性。

三、共享電池組方案需要解決的幾個(gè)問(wèn)題
既然共享電池組方案具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，為什么還沒(méi)有被普遍的應用呢?為什么很多廠(chǎng)商平時(shí)宣揚自己的UPS具有共享電池組功能，而實(shí)際應用時(shí)卻又不敢建議客戶(hù)使用呢? 這是因為并不是每一款UPS都可以共享電池組，共享電池組需要一定的技術(shù)支持。
對于共享電池組方案，大家比較關(guān)心的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)：
1.直流母排直接相連，各臺UPS的整流器會(huì )不會(huì )受影響?直流母排的電壓穩定度能否保證? 直流母排的電壓漣波是否夠小?
2.各臺UPS對電池的均浮充是如何處理的?
3.共享電池組時(shí)“電池在線(xiàn)測試”功能是否還能使用?
4.若其中1臺UPS的整流器故障,各臺UPS將如何動(dòng)作?
5. 若其中1臺UPS的逆變器故障,各臺UPS將如何動(dòng)作?
6.如果共享的電池組部分出現故障,例如短路時(shí),各臺UPS如何自我保護?
這些問(wèn)題直接關(guān)系到整個(gè)系統的安全性和穩定性，非常重要，不同的廠(chǎng)家處理方式也不一樣，所以選擇共享電池組方案時(shí)一定要選擇技術(shù)實(shí)力雄厚，制造經(jīng)驗豐富的UPS廠(chǎng)商.

四.臺達NT系列UPS的共享電池組解決方案
臺達NT系列UPS可以多機共享電池組，在串聯(lián)、并聯(lián)、雙母線(xiàn)架構下都可以采用。目前，在上海鐵路局調度控制中心有兩臺30KVA的UPS共享電池組在正常運行;在九江電信有兩臺320KVA的UPS共享電池組在正常運行;在山東省委機要局有兩臺40KVA的UPS共享電池組在正常運行;在山東電視臺有兩臺30KVA的UPS共享電池組在正常運行;在鷹潭電信有三臺40KVA的UPS共享電池組在正常運行等等，這些案例從來(lái)沒(méi)有因為共享電池組而發(fā)生過(guò)故障。在臺達的UPS生產(chǎn)線(xiàn)上也都是采用共享電池組方式測試并聯(lián)機器的。所以說(shuō)臺達UPS在共享電池組方面的技術(shù)還是相當可靠的，經(jīng)驗還是非常豐富的。
臺達NT系列 UPS主要是這樣處理以上幾個(gè)問(wèn)題的：
對于問(wèn)題1：各臺UPS的直流母排相連后，整流器的工作其實(shí)是基本不受影響的，因為各整流器的SCR開(kāi)度受各自驅動(dòng)信號的控制，跟直流母排是否相連沒(méi)有關(guān)系，只要直流電壓的反饋信號準確及時(shí),驅動(dòng)信號正確無(wú)誤，SCR的工作也就不會(huì )受到影響。所以，12脈沖整流器、18脈沖整流器都能夠安全穩定的運行，甚至開(kāi)關(guān)電源的幾十個(gè)整流模塊都可以直接并聯(lián)起來(lái)安全運行。
更深一步去看，如果控制的好，整流器并聯(lián)后不但沒(méi)有壞處而且還有好處，因為它們可以相互抵消一些低次諧波，使直流電壓漣波更小，直流電壓更加穩定
臺達NT系列UPS的整流器每臺都由一片專(zhuān)門(mén)的CPU來(lái)控制，采集信號準確及時(shí)，驅動(dòng)信號正確無(wú)誤，抗干擾能力強。UPS還具有自動(dòng)均流功能，不但能保證每臺UPS的三相輸入電流一致，而且還能調控各并聯(lián)UPS的整流器之間的電流相差不能太大，否則電流大的UPS就會(huì )限流保護，以提高整個(gè)系統的安全性。臺達NT系列UPS不論單機運行還是共享電池組，其直流電壓穩定度都能達到<±1%。
對于問(wèn)題2：臺達NT系列UPS可以根據電池容量大小和負載需要在操作面板上設定電池容量、均/浮充電壓、充電電流、電池低電壓告警點(diǎn)、電池截止電壓點(diǎn)等參數。如果共用電池組，則將操作面板上的“共用電池組” 設定為“YES” ,同時(shí)電池容量和充電電流兩個(gè)參數設定為電池需要數值的1/N(N為主機數量)。
市電停電后，各臺UPS開(kāi)始放電，再來(lái)電時(shí)，如果電池電壓低于均充電壓點(diǎn)，則各臺UPS同時(shí)啟動(dòng)均充功能，當達到截止電壓點(diǎn)或者截止時(shí)間時(shí)，各臺UPS同時(shí)轉為浮充。
在正常運行時(shí)，如果人為啟動(dòng)單臺UPS的均充功能，則該臺UPS最大以設定的充電電流進(jìn)行均充，達到時(shí)間后自動(dòng)轉為浮充，不會(huì )對系統造成影響。
對于問(wèn)題3：臺達NT系列UPS共用電池組時(shí)，“電池在線(xiàn)測試”功能無(wú)效，因為此時(shí)單臺檢測“電池”是沒(méi)有意義的。根據需要，也可以修改軟件，當啟動(dòng)其中一臺UPS的“電池在線(xiàn)測試”功能時(shí)，讓各臺UPS同時(shí)動(dòng)作。
對于問(wèn)題4：在運行過(guò)程中，如果一臺UPS的整流器故障了，則故障機會(huì )告警，并轉到電池工作狀態(tài)，直到電池組電壓降到330V時(shí)，鎖機保護(正常UPS的電池保護鎖機電壓一般為300V)。其它的UPS會(huì )一直工作在正常工作狀態(tài)，最大以設定的充電電流對電池進(jìn)行充電。
如果整流器損壞嚴重，甚至短路，則故障機整流器跟直流母排之間相連的保險絲會(huì )迅速熔斷，不讓單個(gè)故障點(diǎn)影響整個(gè)系統。
對于問(wèn)題5：在運行過(guò)程中，如果一臺UPS的逆變器故障了，則故障機會(huì )告警，對于并聯(lián)系統，故障UPS會(huì )鎖閉輸出，負載由另外的UPS承擔。如果另外的UPS超載，則所有的UPS同時(shí)轉到旁路工作狀態(tài)，繼續給負載供電。對于串聯(lián)或者雙母線(xiàn)系統，故障UPS會(huì )直接轉到旁路工作狀態(tài)，繼續給負載供電。
如果逆變器損壞嚴重，甚至短路，則故障機逆變器跟直流母排之間相連的保險絲會(huì )迅速熔斷，不讓單個(gè)故障點(diǎn)影響整個(gè)系統。
對于問(wèn)題6：臺達NT系列UPS的電池組跟直流母排之間有電磁接觸器和保險絲保護，當UPS偵測到電池組漏液、電池極性接反、電池電壓過(guò)低等問(wèn)題時(shí)，電磁接觸器將不吸合，當電池組短路時(shí)，會(huì )有保險絲迅速熔斷，以保護整個(gè)系統。

五. 實(shí)施共享電池組方案需要注意的問(wèn)題
采用共享電池組方案時(shí)需要注意以下兩點(diǎn)：
1.盡量避免只共用一組電池
因為這樣存在單點(diǎn)故障，一旦這一組電池發(fā)生故障，則所有UPS都沒(méi)有電池可用，如果此時(shí)市電停電，整個(gè)系統就會(huì )停掉。
根據經(jīng)驗，最好是選用2-5組電池共享，因為這樣既可以避免電池組單點(diǎn)故障，又可以對電池組。