通信行業(yè)UPS電源系統(tǒng)應(yīng)用方案

    網(wǎng)絡(luò)使用UPS供電越來越普遍,其供電對象已經(jīng)由單臺計算機設(shè)備發(fā)展到業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、業(yè)務(wù)支撐平臺乃至整個通信網(wǎng)絡(luò)。供電對象的范圍主要涉及到計算機終端、服務(wù)器、路由器、交換器、顯示器、磁盤存儲陣列、小型機等。供電的方式也由小型UPS分散供電演變到大型UPS系統(tǒng)的集中供電。為保證供電可靠性,甚至采用n+1并聯(lián)熱備份系統(tǒng)乃至雙總線UPS系統(tǒng)供電方式。

    為確保通信樞紐機房的電力供應(yīng),“市電供電+柴油發(fā)電機組備用”的供電系統(tǒng)成為通信行業(yè)動力機房的標準配置方案;數(shù)據(jù)中心是高速互聯(lián)網(wǎng)調(diào)控中心,用戶對信息資源的遠程處理、存儲和轉(zhuǎn)送的時效性要求極高,僅是幾秒鐘的停機也會給整個互聯(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,因此,需要提供穩(wěn)定可靠的動力電源解決方案。

    1 供電需求描述

    (1)兩路市電輸入(一路市電,一路油機),需具有防雷保護裝置;

    (2)直流配電需具有-48V配電,-24V配電,具有聲光告警、動態(tài)數(shù)據(jù)顯示功能;

    (3)交流負載部分需配UPS,帶載容量為30kVA,后備待機時間要求達到8小時,要求可靠性非常高;UPS應(yīng)具有動態(tài)數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控功能;

    (4)對地震、火災(zāi)等緊急事故,能提供遠端或近端的遙控快速關(guān)機功能,以避免在緊急事故中發(fā)生更嚴重的損失;

    (5)UPS后備電池必須具有漏液偵測功能;能作電池巡檢日期或更換日期的自動提醒;

    (6)后備電池要盡可能的減少投資,盡最大可能降低投資成本;

    (7)由于安裝UPS及電池的空間有限,要求UPS供貨商提高設(shè)備安放的空間利用率,充分利用有限的空間資源;

    (8)兼顧房屋的承重能力,避免發(fā)生樓層結(jié)構(gòu)的破壞;

    (9)供應(yīng)商必須提供完善的售前、售后服務(wù)方案。

    2 項目方案

    (1)針對上述第(1)項要求,選擇ATS切換,通常要考慮備用柴油發(fā)電機組與市電的自動切換問題。為滿足用戶高可靠性的需求,設(shè)計兩路市電輸入:主路市電,備路油機;采用ATS切換;

    (2)為滿足上述第(2)項配電要求,采用兩級低壓交流配電柜分級配電,提供用戶直流-48V、-24V開關(guān)電源,機房空調(diào)等負載設(shè)備;

    (3)為滿足上述第(3)項動力機房交流負載不間斷供電的特殊要求,交流電源系統(tǒng)采用并聯(lián)冗余供電方案。為了使整個系統(tǒng)負載供電方便,提供輸出配電柜,方便更多的分路及遠距離連接。且在整個系統(tǒng)中增加UPS的監(jiān)控部分,使整個系統(tǒng)更加智能化,可以非常方便的了解UPS運行的各項參數(shù)。整個系統(tǒng)配置采用兩臺臺達NT系列UPS并機,實現(xiàn)并聯(lián)(1+1)冗余功能(見圖1),整體方案具有先進的管理性,極高的可靠度及實用性;

    (4)針對上述第(4)項要求,臺達NT系列UPS提供了EPO緊急關(guān)機功能鍵,在NT系列UPS的正面版上有紅色按鍵,可提供近端的快速關(guān)機,并同時提供網(wǎng)絡(luò)遠端緊急關(guān)機功能;

    (5)針對上述第(5)項要求,臺達NT系列UPS具有對電池漏液進行動態(tài)偵測的功能;解決了客戶對電池漏液的潛在隱患;

    (6)針對上述第(6)項、第(7)項、第(8)項客戶對蓄電池的購置成本的嚴格控制,以及安放電池柜的空間有限性的嚴格要求,樓層的有限承重等問題,根據(jù)客觀存在的種種實際情況,采用兩臺UPS共用電池組的解決方案,有效的節(jié)約了客戶的投資成本,共用電池組滿足了客戶的要求,無論是從成本還是從效率方面來說,都帶給客戶最大的益處;

    (7)針對上述第(9)項要求，中達電通作為中外合資企業(yè),擁有一支完整的專業(yè)服務(wù)團隊。

    3 動力機房系統(tǒng)配置

    在嚴格考察客戶動力負載情況后,經(jīng)過與用戶的多次技術(shù)論證交流后,特制定如下通信動力機房電源系統(tǒng)配置方案(見圖2)。

    4 UPS配電方案

    (1)UPS(1+1)冗余并機共用電池組供電系統(tǒng)(見圖2);

    (2)UPS設(shè)備配置(以50kVA/8小時為例),如表1所示;

    (3)并機工作原理

    ①UPS處于并聯(lián)(N+1)模式時(容量、電壓及頻率必須相同),輸出負載由并聯(lián)中的UPS平均分配。UPS并聯(lián)中若有一臺UPS發(fā)生故障,若該UPS負載容量小于其它并聯(lián)UPS的總?cè)萘?則此故障的UPS輸出會關(guān)閉,且負載由其它并聯(lián)UPS平均分配。若撤出的UPS負載容量大于其它并聯(lián)UPS的總?cè)萘?則所有UPS的逆變器關(guān)閉,負載轉(zhuǎn)由備用電源供電;

    ②當逆變器遇到異常情況,如溫度過高、超載時間過長、輸出短路、輸出電壓異常或電池放電終止時,逆變器會自動保護鎖機,如此時備用電源供應(yīng)正常,則所有負載會自動轉(zhuǎn)由備用電源供電,使負載供電不會中斷。當逆變器異常狀況排除后,則會自動由備用電源供電模式轉(zhuǎn)回由UPS正常供電模式;

    (4)臺達NT系列UPS冗余并機系統(tǒng)的主要特點有:

    ①根據(jù)用戶需要,可最多可進行8臺并機,滿足設(shè)備后期容量的擴容要求;

    ②運行于并機系統(tǒng)中的UPS與運行在單機模式下的UPS,其軟、硬件系統(tǒng)完全相同,運行模式的更改只需通過軟件設(shè)置即可完成;

    ③采用高精度的實時數(shù)字控制技術(shù)，在保證各臺UPS輸出電壓嚴格同步的基礎(chǔ)上,直接控制各臺UPS的輸出電流及并機系統(tǒng)平均電流的瞬時誤差。這種快速響應(yīng)、精準穩(wěn)定的均流調(diào)節(jié),能將各臺UPS的環(huán)流控制在3%以內(nèi),從而保證了并機系統(tǒng)的帶載能力和可靠性;

    ④在每臺UPS的面板上均能查看到整個并機系統(tǒng)的負載情況。同時,并機系統(tǒng)的后臺監(jiān)控可將整個并機系統(tǒng)的行為綜合為一臺“單機”,并實施相應(yīng)的監(jiān)控處理;

    ⑤采用簡潔可靠、自動冗余的環(huán)形并機信號總線和修正的分布式邏輯控制。對于并機系統(tǒng)中的各臺UPS,均都處于完全“平等”的調(diào)控狀態(tài)之中。并采用獨特的同步相位調(diào)制法。每臺UPS能“智能”地將位于并機系統(tǒng)中的各臺UPS的同步跟蹤調(diào)到最佳狀態(tài)(各臺之間的相位差幾乎為零)和實時動態(tài)地調(diào)節(jié)所帶的負載百分比,實現(xiàn)高精度的負載均分。在保證系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上,使在某臺UPS發(fā)生故障退出運行以后,由余下UPS組成的子系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運行。<