1、前言

    “西部開發”是近年來國家提出的口號。與其他地區相比，目前西部地區的信息建設及相關信息設備管理建設仍然滯后于其它地區，而該地區不穩定的市電環境更對眾多行業的關鍵信息保障造成了隱患。作為當地“以革新促發展”的模范企業，隨著業務量的快速發展，四川石油管理局近些年加大了基礎設備的改造，希望通過改造進一步提升服務水平。而通信中心機房的改造則是近期進行的重要改造項目。

    2、用戶需求概述

    ⑴　某機房內由一套60KVA UPS“1+1”冗余并聯供電，隨著業務量的快速發展以及對數據機房的高度重視，原有的雙機冗余供電系統容量已經滿足不了現有的設備需求量，需新增加一套60KVA UPS 2臺并聯冗余供電系統。

    ⑵　機房用電設備按照輸入電源方式分為：單電源負載和雙電源負載。原有系統的供電方案如圖1所示。

圖一

    由于原系統為早期規劃建設，所有用電負載輸入端的電源均采用2臺60KVA UPS并聯輸出電源。要求新增加UPS系統與原有系統構成雙母線優化方案，為原有的設備及新增設備提供安全可靠的電源保護。

    ⑶　對UPS電源主機的要求：

    ①　UPS采用雙變換純在線式架構設計，輸出具備隔離變壓器;

    ②　UPS具有寬廣的輸入電壓范圍;

    ③　由于UPS系統中電池的故障率最高，要求UPS主機采用有先進的智能電池管理方案，延長電池的使用壽命及提早發現電池組的故障隱患;

    ④　UPS主機應具有遠程緊急事故關機功能，當地震或火災等緊急事故發生時，可以透過遠程緊急事故關機(EPO)功能快速的將UPS關閉。

    3、解決方案

    3.1　根據用戶對UPS電源的需求⑴，中達提供GES-NT60KVA UPS兩套，“1+1”冗余方式供電。臺達NT60KVA UPS最多可支持8臺UPS直接并聯，并且可以在線并機，以后當負載擴展時UPS電源擴容方便、簡易。

    3.2　根據用戶提出的需求⑵，新增加UPS電源系統與原系統構成“2+2”雙母線架構優化供電方案，整改后UPS供電方案系統圖如圖2所示。

圖二

    該方案的優點：為雙電源負載提供高可靠性的電源保障;克服了傳統雙母線結構中的LBS同步控制器及STS的單點故障現象，提高系統的可靠性和可用率;系統冗差功能強大;系統擴展方便、容易;對單電源負荷仍保證提供最高可靠性的雙機冗余電源供電系統。

    臺達NT系列UPS具有內置同步控制器(LBS)功能，是針對于用戶用電設備中具有雙電源負荷采用雙母線系統解決方案而專門設計的內置同步控制電路，從而推出無需外置同步控制模塊的雙母線系統，技術更先進，大大提高了系統可靠度。

    3.3　根據用戶需求⑶對UPS電源主機的功能需求，中達采用臺達NT60KVA UPS。臺達NT系列UPS具有以下的先進設計功能。

    ⑴ 雙變換在線式設計，具有輸出隔離變壓器

    保護用戶的精密設備供電質量，市電與電池供電為0ms時間斷電轉換，負載端可以完全濾除輸入市電的雜波，提供用戶負載端純凈可靠的正弦波電源，可以延長負載用電設備的使用壽命。

    輸出具有隔離變壓器設計，使得三相負載在完全不平衡下仍然可以滿足各相負載的正常供電，使UPS對不同性質負載的適應性最強

    ⑵　寬廣的輸入電壓范圍，可延長電池使用壽命

    在滿載的情況下，輸入電壓范圍寬廣(-32%～+35%)，適應供電環境惡劣的大部分地區使用，降低電池的放電次數及損耗，延長電池使用壽命。

    ⑶　先進的電池智能管理功能

    臺達NT系列UPS擁有優越而先進的電池智能管理方案，能使配合NT系列UPS的電池相對地延長使用壽命。

    ①　具備電池充電自動溫度補償設計

    臺達NT系列UPS有獨特的選購件來實現溫度補償功能，并且溫度偵測器是置于電池箱體內而非置于UPS箱體內，可正確對電池充電電壓做調整達到補償效果，進而延長電池使用壽命。

    ②　內建電池漏液自動偵測保護電路

    電池箱外殼實施設備接地，當電池組中任何一個電池發生漏液而與電池箱接觸時，對地形成一個電流回，在漏液處發生火花及高熱，可能造成電池外殼過熱燃燒。通過檢測進行保護。

    UPS內建電池接地錯誤自動偵測電路。當電池發生接地故障，UPS 將發出警告，繼之將整流器分離，以防止發生更大的危害。

    設備名稱品牌規格型號數量備 注

    UPS主機臺達GES-NT60KVA2臺直接并聯,無需外加并聯卡(柜)

    蓄電池中達DCF126-12/100116節58節/臺

    電池架――――2套

    SNMP卡中達――2套遠端網絡監控

    電池開關箱――――2個內置2個分線斷路器(250A)

    電池連接線――――若干電池組到開關箱

    4、方案特點分析

    整改后的系統應用架構，實際上為兩套獨立的“1+1”并機系統分別向機房設備提供電源，新增加的臺達NT系列UPS“1+1”并聯冗余系統分析如下：

    ⑴　可靠性分析

    ①　采用智能的微處理控制器CPU控制設計，簡化復雜的模擬線路及零件數目，提高了整個系統的集成率及可靠度。

    ②　采用并機1+1冗余， 在并機系統使用中，其中一臺UPS發生故障時，該故障的UPS會迅速、可靠地從并機系統中脫機，從而確保并機系統繼續提供用戶高質量的逆變電源，雙機并聯冗余是單機系統可靠性的5.6倍。

    ③　臺達NT UPS控制電源采用雙路電源,任何一路出現故障，UPS仍可正常供電，且不同控制電源電路輸入來自不同的進線電源，更加確保控制電路的運行，提高系統可靠度。

    ⑵　實用性分析

    ①　可以8臺直接并機，無須外加并聯卡，且可在線擴容，方便簡單而實用。

    ②　通過監控軟件可以實現遠程監控UPS的各種狀態，可實時了解UPS的各種動態而無須到現場。

    ③　中文及多國語言選擇、圖形化大型LCD顯示使UPS易于操作。

    ④　具有維修旁路開關，可使UPS帶電進行維修，使系統仍可繼續向負載供電。

    ⑶　擴容及升級分析

    ①　臺達NT系列UPS具有高可靠性并機技術。只要增加一根通訊數據線，且在交流屏預留兩個空開，可在線實現經濟擴容，也可繼續擴展到N+X多機冗余系統。

    ② 　如第二年再購買同系列同樣容量的機器，仍可實現并機，只要對原來的機器進行同版本升級即可，無須復雜的的升級程序。

    5、結論

    該方案介紹石油管理局通信機房內采用兩套獨立的“1+1”并聯冗余構成的雙母線輸出供電，屏蔽了LBS、STS設備的單點故障，系統構成簡單、可靠性高，為通信機房內單電源設備和雙電源設備提供穩定可靠的電源保障，并且故障清除能力強。所介紹方案可給更多用戶參考。■