一,、當(dāng)前民航系統(tǒng)UPS的使用狀況
1. 當(dāng)前UPS的使用現(xiàn)狀
民航是一個(gè)特殊的用電系統(tǒng),，有兩大重點(diǎn)IT用電系統(tǒng)應(yīng)是萬無一失的：機(jī)場管理和空中管制,。機(jī)場中跑道的管理,、以高速運(yùn)行的飛機(jī)的全天候起飛和降落等,，都需要精確的調(diào)度和安排,；飛機(jī)是在空中高速運(yùn)動(dòng)的載體,，空中管制稍有不慎就會機(jī)毀人亡。所以這些指揮和調(diào)度設(shè)備的用電就不允許有絲毫的差錯(cuò),，因而就對正常用電的可用性提出了很高的要求,。
在民航系統(tǒng)，UPS是保證可靠供電的必選設(shè)備,，然而任何UPS單機(jī)都不能保證有100%的供電可用性,。因此，冗余配置成了首選方案,。目前不論是航管樓,、雷達(dá)站還是信標(biāo)站，幾乎都采用了UPS冗余配置方案,，使可用性有了很大程度的提高,。
2. UPS使用中存在的問題
民航既是一個(gè)要求供電非常苛刻的系統(tǒng)，也是一個(gè)用電量龐大和花費(fèi)巨大的系統(tǒng),。單就全國幾百個(gè)機(jī)場使用的各種容量的UPS而言,，就是一個(gè)龐大的數(shù)字。換言之,，每個(gè)機(jī)場稍稍節(jié)約一點(diǎn)就也是一個(gè)龐大的數(shù)字,。目前這些地方的UPS容量配置就有不少是不盡人意的。比如不少地方比如有些信標(biāo)站等用電設(shè)備的用電量還不足UPS單機(jī)容量的30%,，而且冗余方式還是串聯(lián)熱備份結(jié)構(gòu),，即使有的地方能充分利用容量，但由于系統(tǒng)的過載能力差,，也使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性不會提得太高,。這許是由于當(dāng)時(shí)的條件所限，可在新機(jī)場建設(shè)中設(shè)法修改,。
又比如,，在某些供應(yīng)商以‘雙總線+STS冗余連接可靠性最高’的所謂“新產(chǎn)品”“新概念”的極力“推薦”下，某些新機(jī)場就采用了如圖1（c）兩臺UPS單機(jī)加STS冗余方案,。


顯看出這是雙單機(jī)冗余方案中可靠性最差的一種,。在假設(shè)組成系統(tǒng)各單元可靠性都為0.99的情況下，根據(jù)可靠性計(jì)算得出：（a）系統(tǒng)可靠性最高（0.9999）,；（b） 系統(tǒng)可靠性次之（0.9998）,，不可靠性為（a）系統(tǒng)的2倍；（c） 系統(tǒng)最差（0.9996）,，不可靠性為（a）系統(tǒng)的4倍,，多花錢還買了個(gè)占地面積更大的低可靠性系統(tǒng)。甚至有的地方在單機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)中又投資進(jìn)一步增加了所謂“同步器”的新產(chǎn)品,，使不可靠性超過了 （a）系統(tǒng)的百倍以上,。
二、山特UPS在民航機(jī)場領(lǐng)域的應(yīng)用
1. 山特UPS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
作為一個(gè)老資格的著名的國內(nèi)UPS公司,，它的產(chǎn)品種類很多，可靠性指標(biāo)及其他質(zhì)量多年來一直是名列前茅,。在技術(shù)和工藝已經(jīng)成熟的今天,，很多國外公司都已經(jīng)以國產(chǎn)品為OEM，即可說明國產(chǎn)品已和國外齊眉,，更何況早已出口多個(gè)國家,。在此單就山特ARRAY系列A和3A3 UPS產(chǎn)品作一簡單介紹，因?yàn)檫@類產(chǎn)品在民航系統(tǒng)使用有其很大的優(yōu)越性,。
ARRAY系列的3A3 UPS是目前最流行的N+X模塊冗余式產(chǎn)品之一,。N+X模塊冗余式UPS產(chǎn)品有兩類：.“控制電路與功率模塊分離式結(jié)構(gòu)”，如美國的Symmetry,、“英飛”,、9170等,；“功能集中式N+X冗余并聯(lián)結(jié)構(gòu)”，如瑞士的Newave,，以色列的伽瑪創(chuàng)立和山特的ARRAY,。這兩類結(jié)構(gòu)都可以靈活增容、容易管理和減少冗余投資,。但在可靠性和可用性方面,，“功能集中式N+X冗余并聯(lián)結(jié)構(gòu)”明顯優(yōu)于“控制電路與功率模塊分離式結(jié)構(gòu)”。比如假設(shè)所有模塊的平均無故障時(shí)間都為500000h,，在都為4+1模塊冗余的情況下：
“控制電路與功率模塊分離式結(jié)構(gòu)”系統(tǒng)的可靠性為0.9877（可靠性為1個(gè)“9”）
可用性為0.9999976
“功能集中式N+X冗余并聯(lián)結(jié)構(gòu)” 系統(tǒng)的可靠性為0.9903（可靠性為2個(gè)“9”）
可用性為0.9999985（比前者提高了10%）
由此可以看出,，后者的性能要比前者優(yōu)越得多。當(dāng)然,，初看起來相差無幾,，而實(shí)際上就是這一點(diǎn)點(diǎn)差異在可靠性和可用性上就會顯示出截然不同的結(jié)果。而且,，前者有瓶頸效應(yīng),，而后者沒有；前者任何一個(gè)模塊都不能獨(dú)立勝任UPS工作,，而后者每一個(gè)模塊就是一個(gè)獨(dú)立的UPS電源,；尤其是在作為備用期間，前者只能壓倉庫,，而后者可以作為電源臨時(shí)應(yīng)用,，實(shí)現(xiàn)了物資充分利用的功能，等等,。
2. 高可靠供電系統(tǒng)的解決方案
從上面的討論可以看出,，用山特A（4～24kVA） 和3A3（15～120kVA） UPS N+X模塊冗余式UPS可以方便地將原來單機(jī)冗余配置方案改為單機(jī)柜配置。如圖2（a）和（b）


所示,。這樣一來,，不但縮小了占地面積，而且也將一些原來的熱備份串聯(lián)連接變成了直接冗余并聯(lián),，減小了體積,，節(jié)約了投資，提高了可靠性與可用性,。優(yōu)化了性價(jià)比,。
當(dāng)容量較大但小于120kVA時(shí)，可用雙機(jī)3A3通過靜態(tài)開關(guān)STS進(jìn)行冗余備份,，如圖2 （c）所示,。如果此時(shí)每一個(gè)3A3機(jī)柜中都是5+1并聯(lián)，仍根據(jù)前面的數(shù)據(jù)，其系統(tǒng)的可靠性就很高,，可用性就更高,。比如開始先由3A3UPS2供電，即使這個(gè)機(jī)柜中的一個(gè)模塊故障,，由于供電仍正常進(jìn)行,，不需要STS切換，只有兩個(gè)模塊同時(shí)故障時(shí)才需要切換,。在切換后的3A3UPS2維修期間,，如果3A3UPS1中的一個(gè)模塊故障，由于供電仍正常進(jìn)行,，對負(fù)載照常供電,。因此，由于這層層的供電保險(xiǎn)冗余,，就顯著地提高了可用性,，而雙單機(jī)冗余方案只允許一個(gè)單機(jī)故障，而不允許第二個(gè)再出現(xiàn)故障,。同樣是兩個(gè)機(jī)柜,，但發(fā)揮的作用相差很大，這就是它們的不同之處,。當(dāng)容量超過120 kVA時(shí),，可采用圖3的方案，此方案可達(dá)600 kVA,，若要求更高的可靠性和可用性,，就可用靜態(tài)開關(guān)STS將兩組互投，至于可否采用同步器LBS,，需要進(jìn)一步慎重考慮,，不可輕易加入。


至于其他系列的UPS產(chǎn)品,，可根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況選用也不失為良策,。