UPS在IDC機房中應用之總體施工組織設計及對策

1、-. z.UPS在IDC機房中的應用之總體設計TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc16462 一 概述 PAGEREF _Toc16462 2 HYPERLINK l _Toc15704 二 總體設計 PAGEREF _Toc15704 2 HYPERLINK l _Toc29631 三 最新UPS選型理念 PAGEREF _Toc29631 6一 概述IDC和多媒體數(shù)據(jù)中心是高速互聯(lián)網(wǎng)的調(diào)控中心，用戶對它們所承擔的對信息資源的遠程處理、存儲和轉(zhuǎn)送的時效性要求極高。哪怕是僅幾秒鐘的停機均會給整個互聯(lián)網(wǎng)的安全運行和用戶的生產(chǎn)經(jīng)營帶來無法估量的損失。嚴重時，甚至會造成社會和

2、經(jīng)濟生活的嚴重癱瘓。因此，IDC必須向用戶提供365天連續(xù)不斷的高速、安全和可靠的信息資源增值服務。為達此目的，從設計原則上講，承擔著向IDC機房供電任務的整個電源系統(tǒng)都必須采用具有高度容錯”功能的冗余式的供電方案，以確保無論是在市電電網(wǎng)出故障時或是在*臺在線式UPS發(fā)生故障時，還是在進行日常維護、檢修操作時或因故致使熔斷器熔斷、斷路器開關(guān)跳閘時，互聯(lián)設備均應由在線UPS來供電，而不應進入由普通的市電電源、應急備用發(fā)電機組經(jīng)UPS的交流旁路來供電的狀態(tài)。二 總體設計在IDC機房動力照明配電已經(jīng)按計算機機房設計標準設計的前提下，在設計中UPS供配電系統(tǒng)要求從機房所在的建筑物變電室引兩路三相五線制

3、電源到UPS機房UPS配電柜，總?cè)萘繛閁PS供配電系統(tǒng)設備容量?？傮w要求如下:(1)機房所在建筑物的電源進線應滿足一級負荷供電。(2)工程設置弱電專用接地系統(tǒng)與其他強電設備不得共用同一回路，接地電阻不得大于l。(3)備分路開關(guān)使用斷路器。(4)分支電路至終端盡可能靠近所供應設備3m，UPS插座采用美標插頭。1.系統(tǒng)設計 對于機房的設備而言，無污染、不間斷的電源供應是極端重要的。因為公用電網(wǎng)常會出現(xiàn)電壓變化或供電中斷?？煽康慕鉀Q辦法是采用UPS供電系統(tǒng)，UPS不僅保證可靠的連續(xù)供電，而且UPS輸出比較穩(wěn)定，沒有瞬變和諧波。在IDC機房中UPS的主要供電對象有:服務器;收費和財務終端設備和微機;網(wǎng)

4、絡設備和通信設備;閉路電視監(jiān)控電視墻等。UPS配電柜采用模塊式配電柜，斷路器采用C65N型產(chǎn)品，浪涌保護器采用原裝進口德國OBO產(chǎn)品，最大放電電流規(guī)格為4OkA;整個配電柜具有過負荷、短路、缺相保護、防雷擊功能。(l)UPS設備選型。對于普通的IDC機房應設計選用智能型在線式UPS兩臺，100%的冗余，計算負載率為75%。備用蓄電池按4h考慮。UPS系統(tǒng)應具有以下工作模式:1)正常供電模式。市電經(jīng)整流器轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)的直流電向逆變器和蓄電池供電，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成純凈的交流電并與市電輸入鎖相同步供給負載。2)蓄電池供電模式。當市電故障，停電或市電電壓、頻率超出UPS允許圍時，逆變器繼續(xù)向關(guān)鍵

5、負載供電，沒有任何切換，只是由蓄電池為逆變器提供直流電力。由于蓄電池連接在系統(tǒng)直流母線上，因而市電中斷或恢復時UPS的輸出對負載沒有任何影響。3)自動旁路模式。如果由于過載、使用環(huán)境過溫、負載故障或UPS部故障，使UPS不能正常工作時，UPS靜態(tài)旁路開關(guān)將自動地把負載切換到市電旁路，當故障消失后，UPS自動切換回正常逆變供電方式，無論從逆變供電轉(zhuǎn)至自動旁路供電或由旁路轉(zhuǎn)至逆變器供電，都是自動無間斷進行，因而UPS輸出對負載沒有影響。4)手動旁路模式。在維修、維護或其他特殊情況下，可通過旋鈕操作，轉(zhuǎn)為旁路供電模式，由于轉(zhuǎn)換過程采用先通后斷方式，因而轉(zhuǎn)換過程也無間斷。(2)系統(tǒng)主要技術(shù)指標及參數(shù)。

6、1)市電輸入指標主要有以下幾個。a)輸入電壓圍:290478V。b)輸入頻率圍:5OHz或6OHz5Hz。c)輸入浪涌保護:符合ANSIC62.41，A及B類;EN500912及EN500822標準。d)輸入功率因數(shù):0.96。e)輸入電流失真:帶輸入濾波器小于10%。2)UPS輸出指標主要有以下幾個。a)輸出電壓諧波失真:100%非線性負載小于5%，峰值因數(shù)為3:1;線性負載小于2%。b)輸出電壓瞬態(tài)響應特性:小于5%(帶100%階躍性負載時)，在lms完全恢復到輸出電壓的標稱值。c)輸出頻率(本振頻率):0.005Hz。d)輸出頻率同步跟蹤圍:(0.52.O)Hz可調(diào)。e)輸出頻率的同步跟

7、蹤速率:13Hz/s(可選)。f)輸出電壓的調(diào)節(jié)圍:1%。(3)蓄電池組。與UPS主機柜相配套，可與UPS主機并列安裝或獨立安裝，備用時間5h，可充電到90%額定蓄電池容量。(4)環(huán)境指標。 三 最新UPS選型理念UPS的生產(chǎn)商習慣按其主電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)屬性來對UPS進行分類，這種分類也已被廣大用戶接受，并以此來判定UPS的優(yōu)劣。第一類為后備式，主要有APC的BK500，山特的TG500；第二類為在線互動式，主要有APC的SmartUPS；第三類為在線雙變換式，主要有MGE和E*IDE的大機；第四類為在線電壓補償式，主要有APC秀康DP300系列UPS。而具體描述UPS的技術(shù)性能指標有四大類：1

8、)對電網(wǎng)的適應能力；2)滿足負載要求的UPS常規(guī)輸出指標；3)UPS的輸出能力和可靠性；4)智能管理和通信功能。則在這四大類指標中，比較和選擇UPS應重點關(guān)注哪些特性呢？以下是當前專家和行業(yè)大用戶普遍認可的一些觀點：a選擇大功率UPS要慎重考慮UPS的輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波。雙逆變在線式UPS，其AC/DC逆變器多為整流濾波電路，它的輸入功因數(shù)低，一般只在0.8左右，輸入電流諧波大，達30，加專門濾波措施后，也僅能降到10。輸入功率因數(shù)低，意味著輸入無功功率大，輸入諧波電流則干擾破壞電網(wǎng)，特別是三相大功率UPS這兩項指標危害很大，形成所謂的電力公害，這會1)使由同一電網(wǎng)供電的變壓器、電動機

9、、電容器等產(chǎn)生附加諧波損耗、過熱、加速老化；2)引起異步電動機轉(zhuǎn)矩降低，振動加劇噪聲增大；3)引起繼電器和自動裝置誤動作，其次諧波對通訊線路、測量儀器產(chǎn)生輻射干擾，影響電能計量的精度等。所以，UPS的輸入功率因數(shù)和輸入諧波電流應被視為重要性能指標之一，應該把輸入功率因數(shù)0.95，輸入電流諧波5作為判定UPS性能指標是否合格的標準之一。歐美發(fā)達國家早已立例，嚴格限制用電設備對電網(wǎng)的污染。我國有關(guān)部門亦正制訂相關(guān)法規(guī)，施行日期亦不會遙遠，因此用戶在購買UPS不間斷電源時，若不考慮此因素，將會留下日后治理的諸多麻煩，造成經(jīng)濟上的重大損失，同時也會因為治理而產(chǎn)生系統(tǒng)效率降低，可靠性下降等副作用。作為U

10、PS，相應有三類解決方案。第一，對于帶有整流濾波輸入的傳統(tǒng)雙變換UPS，無論是采用相控或不控整流，從市電吸取能量的方式均不是連續(xù)的正弦波，而是以脈動的斷續(xù)方式向電網(wǎng)吸取電流，使得這類UPS具有諧波電流，功率因數(shù)低、效率低，對電網(wǎng)造成較大的污染，若采用12脈沖整流及輸入濾波器，雖然可以將輸入功率因數(shù)改善到0.95，諧波電流小于5，但系統(tǒng)的總效率降低到90左右，且成本增加，可靠性下降。第二，輸入整流器采用高頻化整流技術(shù)，輸入功率因數(shù)1，輸入總諧波電流5，對電網(wǎng)無污染。但電路復雜，ACAC總效率一般為92左右。第三，采用雙逆變電壓補償在線式的UPS，其輸入端是一個四象限高頻逆變器，從市電吸取的電流是

11、連續(xù)的正弦波，且與輸入電壓同相位，因此其輸入功率因數(shù)1，輸入諧波電流 3，對電網(wǎng)無污染。 ACAC總效率高達96。由上可見，目前只有采用雙逆變電壓補償在線式UPS，才能在獲得輸入功率因數(shù)1，輸入諧波電流3的同時，保持UPS系統(tǒng)ACAC總效率達96或以上。雙逆變電壓補償在線式UPS為APC公司專利技術(shù)。APC Silcon 20K系列大型UPS，即屬此類。b要考慮UPS的輸出能力與可靠性。輸出功率因數(shù)、輸出電流波峰系數(shù)、輸出過載能力、輸出不平衡負載的能力等指標，直接反映了UPS的輸出能力，對這些指標的限制，說明了UPS輸出能力的局限性和脆弱的一面，盡管在配置UPS容量時盡可以使負載滿足UPS的要求，甚至留出很大的余量，但這些指標卻直接反映了UPS的可靠性。過載能力強，允許輸出電流波