UPS应用中,通常有以下四种供电方式:
A、单机供电方案;
B、热备份供电方案: a)串联热备份; b)借助于STS的并机热备份(又称“隔离冗余”)。
C、并机供电方案: a)直接并机方案;直接并机方案又可细分为公共静态旁路和分散静态旁路并机两种细分方案; b)模块机并联供电方案;与直接并机一样,UPS模块并联方案也分有分散静态旁路和集中静态旁路并联之分。
D、双母线(2N)或三母线(3N)供电方案 UPS系统供电设计常见的参考示例包括但不限于: a)国标图集09DX009 《电子信息系统机房工程设计与安装》提供的A级、B级、C级机房供电系统图及说明; b)Uptime Institute白皮书提供的Tier 1~Tier IV不同等级的机房供电系统框图及说明。
国内在数据中心建设设计及工程实践中进行的技术经济合理比较、优化,相当于国外的数据中心基础设施的价值分析、最佳实践。
数据中心基础设施的价值等式DCPI Value=(Availability×Agility)/TCO,增值的措施在于三方面:a)提高可用性;b)提高灵活性;c)降低总拥有成本。本节归纳了几种UPS系统供电设计增值的示例,这些示例来自与实际项目,在一方面或多方面提供了运维和业务连续性的便利。
1、单机供电方案示例
(1)降低成本的途径 UPS单机供电方式,常应用在对业务连续性不是很严格的场合,可将UPS视作串联在电路上的一台保护装置,没有要求的功能,不必设置; CB1不一定要单独设置,可省略为上一级配电柜的一个回路断路器; 整条电路的短路保护由CB1及UPS自身承担,CB3宜采用负荷开关,没有必要采用三段保护的断路器,即节省成本,又有利于连续供电。
(2)提高可用性与灵活性的途径
旁路交流输入断路器(CB2)可提高系统的可用性。可将UPS视作一路为整流逆变主路,另一路为静态旁路,所构成的1 1热备系统,两路输入可避免单点故障,提高系统的可用性。 外置手动维修旁路(CB5)可提高系统的可维护性,能够实现UPS在维护、检修。 成对设置UPS输出列头柜或母线插接箱,机柜供电为双回路,使得系统在线升级与改造,成为可能。
2、并机供电方案示例
(1)1 1冗余并机 UPS并机系统常应用在对业务连续性较严格的场合,没有要求省略的功能,不应省略。 在1 1冗余并机下,输入输出均无单点故障,外置旁路及双路输入变得不再重要。 在输出母线上预留一个输出母联开关,使得系统将来在线升级为2N,变为可能。
(2)N 1扩容并机
UPS扩容并机情况下,必须设置总输入或总输出断路器;图3-4-4,左图为设置了总输入断路器,右图为设置了总输出断路器;通常,设置总输出断路器较为方便。 宜设置外置手动维护开关,CB5应采用4P断路器,若采用3P断路器,维护时,零线带电,且UPS无法拆除。 单体的机柜式模块化UPS,应设置旁路交流输入断路器,以避免N 1短板或瓶颈。 K为电磁钥匙盒(Solenoid Key Box),宜设置。
3、双母线供电方案示例
(1)典型的UPS 2N系统 UPS 2N容错系统应用在对业务连续性极其严格的场合,没有要求省略的功能,不应省略。 在2N容错下,系统无单点故障,但单系统的外置旁路不应省略。 单系统扩容并机的数量不宜大于4,为提高可用性,设计单位越来越倾向于将并机的数量降低,单机双总线的情况也常见到。
(2)具有母联的UPS 2N系统
(文章摘自《数据中心备用电源技术白皮书(UPS篇)》,如需购买或转载请发送留言至本公众号,将有工作人员与您联系)
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