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，因为从理论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，无论是工频机还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明显的影响。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，最好是从配电系统入手，着手减少线路阻抗与零线电流。减少线路阻抗最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，这是一种不规范的做法。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。国标还是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，其旁路也必须加一变压器用于隔离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的并联就是变压器的直接并联，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的电压差根本形不成环流。

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。其更大体积的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。

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，部分厂商已全面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技术开始蓬勃发展。2009-2010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要求，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，首先是系统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，客户的负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现场即可完成更换，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，而且存在沟通和定位过程，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，从理论上来讲，N+1并机系统中1+1的可靠性肯定是最高的。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，最多只能允许一台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%的时候就变成了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，不同于传统单机，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、场地安装、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、将系统中其他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，存在市电中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的不间断供电。

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分开运输，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均可做到最高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的区域，即保持在效率最高点96%附近。图-4即展示了休眠提升负载率与运行效率的原理。

图-4 休眠可有效提升UPS负载率与运行效率