解決方案

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解決方案

電力通信信息機(jī)房UPS電源解決方案

作為網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)核心的服務(wù)器及通信設(shè)備能否穩(wěn)定地工作，取決于電源系統(tǒng)能否提供高質(zhì)量、穩(wěn)定的電源。為保證信息系統(tǒng)的安全，UPS間的建設(shè)尤為重要。

1、前言

在通信信息機(jī)房由于供電系統(tǒng)中不可避免的存在如供電中斷、電壓浪涌、電壓陷落、波形畸變、頻率漂移、持續(xù)過(guò)壓、持續(xù)低壓、瞬間過(guò)電壓和噪聲干擾等情況，這些情況中的任一出現(xiàn)必將造成整個(gè)供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定，尤其是對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)備輕則工作出錯(cuò)、通信失敗，重則設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)崩潰。作為網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)核心的服務(wù)器及通信設(shè)備能否穩(wěn)定地工作，取決于電源系統(tǒng)能否提供高質(zhì)量、穩(wěn)定的電源。為保證信息系統(tǒng)的電力供給，UPS間的建設(shè)尤為重要。

增加UPS主要為服務(wù)器等數(shù)據(jù)通訊設(shè)備提供后備電源，根據(jù)需求，對(duì)服務(wù)器等重要設(shè)備提供供電。同時(shí)，還具有UPS還具有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能，UPS的工作狀況能被系統(tǒng)管理員隨時(shí)掌握。一旦UPS出現(xiàn)異常，可以通過(guò)多種方式通知把信號(hào)傳達(dá)到維修人員；同時(shí)采用短信息方式通知相關(guān)負(fù)責(zé)人。

2、概述

本系統(tǒng)采用APC電源陣列技術(shù)，N+X冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為電力企業(yè)提供真正的高可靠性電源；同時(shí)具有可在線熱插拔，維護(hù)方便、快捷；易擴(kuò)容等普通UPS電源所沒(méi)有的特點(diǎn)。UPS模塊單體容量為4KVA 8KVA 12KVA 16KVA,可并聯(lián)使用，用戶可根據(jù)需求靈活配置不同容量的UPS電源系統(tǒng)。且任意一個(gè)UPS模塊發(fā)生故障,自動(dòng)退出工作,其它模塊自動(dòng)均分其負(fù)載。具有擴(kuò)展電源系統(tǒng)和延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，為數(shù)據(jù)機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房和企業(yè)級(jí)IT設(shè)備提供緊湊的、可擴(kuò)展的冗余的不間斷電源設(shè)備，滿足了電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)不間斷電源苛刻的動(dòng)力需求。

當(dāng)市電正常時(shí)UPS模塊將優(yōu)先保證對(duì)市電進(jìn)行凈化穩(wěn)壓處理后向負(fù)載供電，在市電不正常或停電時(shí)由蓄電池系統(tǒng)接替供電，將直流逆變成220V交流輸出；當(dāng)UPS設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為市電旁路供電；若需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)，可將系統(tǒng)切換至維修旁路供電,從而保證系統(tǒng)在維修期間，輸出也不會(huì)中斷。

3、系統(tǒng)原理圖

APC Symmetra通過(guò)負(fù)載均擔(dān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)N＋1冗余性或多級(jí)冗余性。負(fù)載均擔(dān)意謂著電源陣列中的所有模塊并聯(lián)運(yùn)行并平均負(fù)擔(dān)負(fù)載。

負(fù)載總量為16KVA，在APC Symmetra 16KVA的冗余結(jié)構(gòu)中采用5個(gè)功率模塊，2個(gè)電子模塊，其中一個(gè)功率模塊作為冗余備份。5個(gè)功率模塊中的有一個(gè)功率模塊發(fā)生故障時(shí)，它所負(fù)擔(dān)的3.2KVA的負(fù)載量將被其它4個(gè)功率模塊以無(wú)時(shí)間間隔的均擔(dān)，此時(shí)無(wú)故障的4個(gè)功率模塊每個(gè)模塊均擔(dān)4KVA的滿負(fù)載量，從而做到高可靠的冗余。同時(shí)用戶可迅速?gòu)腁PC Symmetra的報(bào)警信息中了解到故障信息。以對(duì)故障模塊進(jìn)行及時(shí)更換，更換的模塊將自動(dòng)的、無(wú)時(shí)間間隔的融于整機(jī)均擔(dān)負(fù)載。

4、系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

4.1簡(jiǎn)便的組合性

APCSymmetrae采用模塊化抽屜式結(jié)構(gòu)，模塊化的設(shè)計(jì)使用戶可根據(jù)自身的需要進(jìn)行靈活的組合。

4.2可靠的冗余性

APC Symmetra采用電源陣列設(shè)計(jì)技術(shù)，采用RAID技術(shù)，使UPS自身具有高性能的冗余特性，采用APC無(wú)時(shí)間間隔的容錯(cuò)技術(shù)，告別了使用兩臺(tái)UPS來(lái)實(shí)現(xiàn)的高成本，高難度的雙機(jī)容錯(cuò)技術(shù)。

4.3靈活的管理性

APC POWERCHUTE PLUS電源管理軟件可使用戶適時(shí)監(jiān)控管理APC UPS。APC Symmetra有四個(gè)智能擴(kuò)展口，與SmartSlot附件相集成后，可基于Web，Network，SNMP，Out of Band來(lái)管理和控制UPS。

APC Symmetra-UPS自身具有靈活的管理性，它的Powerview顯示模塊可將所有電源和UPS信息以基于菜單的格式顯示出來(lái)置于系統(tǒng)管理員的指端，它包括輸入電壓、冗余等級(jí)、溫度和濕度等監(jiān)視和控制參數(shù)，管理員可以通過(guò)Powerview管理APC Symmetra-UPS。APC Symmetra-UPS設(shè)備的后面有四個(gè)Smartslot插槽。通過(guò)APC POWERCHUTE PLUS或APC POWERNET以及與APC的附件設(shè)備相結(jié)合后，使用戶可根據(jù)自己的需求而進(jìn)行多種的管理方案。

4.4輕松的維護(hù)性

APC Symmetra的所有模塊都可進(jìn)行熱插拔更換，減少了服務(wù)費(fèi)用，預(yù)防性維護(hù)，定期自動(dòng)診斷，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題自動(dòng)保警和通知，記錄所有發(fā)生的事件和數(shù)據(jù)。

4.5寬廣的輸入電壓范圍

APC Symmetra UPS具有很寬的輸入電壓范圍（155V-276V），在市電較為惡劣的情況下（如電壓過(guò)低或過(guò)高）仍能利用市電為負(fù)載提供優(yōu)良的電力而不啟用電池電量，進(jìn)一步的延長(zhǎng)了電池使用時(shí)間。節(jié)省了電池電量，以備斷電時(shí)為負(fù)載提供充足的電量電力供給。

4.6高的功率因數(shù)與運(yùn)行效率

APC Symmetra UPS具有極高的功率因數(shù)〉98%，最大程度的防止了對(duì)市電的污染，可稱之為 “綠色電源”。極高的運(yùn)行效率〉90%，防止了電力的浪費(fèi)。

4.7 可擴(kuò)充性設(shè)計(jì)

隨著未來(lái)計(jì)算機(jī)等負(fù)載量的增加，而導(dǎo)致UPS容量需增容的情況下，UPS設(shè)備自身方便的可擴(kuò)充性和財(cái)力支出是衡量UPS設(shè)備可擴(kuò)充性能的重要指標(biāo)。APC Symmetra的功率部分模塊化抽屜式結(jié)構(gòu)，每個(gè)電源功率模塊容量為4KVA。電源陣列的可擴(kuò)充性能保護(hù)您在電源保護(hù)上的投資，您只需添加或刪除模塊就能擴(kuò)充或重新配置。

5、系統(tǒng)核心部件

5.1功率模塊

功率模塊實(shí)質(zhì)上是一個(gè)不帶電池的獨(dú)立UPS。每一個(gè)電源模塊可支持4KVA的功率。用戶每添加一個(gè)電源模塊，就可使Symmetra™PXUPS增加4KVA容量（或使UPS的冗余度得到提高）。

Symmetra電源模塊在輸入端使用了IGBT驅(qū)動(dòng)的高頻率整流器。這將提供小于2%的輸入電流諧波THD，在滿負(fù)載時(shí)小于5%（非線性負(fù)載），因此不需要額外安裝諧波濾波器；此外，使得系統(tǒng)與柴油發(fā)電機(jī)連接時(shí)，能夠更好的匹配。

每個(gè)電源模塊都含有一個(gè)輸入和輸出開(kāi)關(guān)以及一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）監(jiān)控器；如果某個(gè)電源模塊出現(xiàn)了問(wèn)題，它可以自動(dòng)從總線（以及其它電源模塊）中隔離出來(lái)并進(jìn)行自我診斷。每個(gè)電源模塊都有三個(gè)大型的散熱風(fēng)扇將氣流排出；風(fēng)扇是按N+1的配置進(jìn)行排列的，因此可以提高可用性。這就使得Symmetra利用了目前典型機(jī)架安裝式IT設(shè)備上常見(jiàn)的散熱技術(shù)。

電源模塊的主要部分包括：

(1)帶輸入功率因數(shù)校正的PFC電路

(2)帶有交流斷路開(kāi)關(guān)的輸出逆變器

(3)微處理器控制的容錯(cuò)邏輯電路

(4)電池充電器

5.2主智能模塊

主智能模塊(MIM)就是系統(tǒng)的“大腦”，它監(jiān)視輸入功率，使不同模塊的輸出同步，與外界進(jìn)行交互并執(zhí)行故障檢查和管理。MIM是SY PX UPS系統(tǒng)的協(xié)調(diào)器；它負(fù)責(zé)收集和報(bào)告狀態(tài)信息、配置系統(tǒng)、進(jìn)行系統(tǒng)診斷、電源和電池管理、系統(tǒng)狀態(tài)控制和輸出電壓調(diào)節(jié)/均流等；MIM通過(guò)串行數(shù)據(jù)線與外界進(jìn)行接口，該線路通過(guò)通信卡分配到2個(gè)SmartSlot端口、其中一個(gè)是計(jì)算機(jī)端口，和2個(gè)PowerView顯示器。通過(guò)使用RIM，MIM可以進(jìn)行熱插拔而不會(huì)給負(fù)載帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)；還可以通過(guò)將系統(tǒng)切換到維護(hù)旁路（如果沒(méi)有使用RIM）來(lái)取下這個(gè)模塊。

6、組屏及供配電系統(tǒng)

系統(tǒng)機(jī)柜采用冷軋鋼板，具備良好的電磁隔離、接地、噪聲隔離、通風(fēng)散熱等性能。此外，還具有抗振動(dòng)、抗沖擊、耐腐蝕、防塵、防水、防輻射等性能，保證柜內(nèi)設(shè)備穩(wěn)定可靠地工作。

機(jī)柜前后網(wǎng)孔門通風(fēng)率達(dá)75%滿足新型服務(wù)器高度度散熱要求，柜體材料門采用1.2mm 冷板，立柱2.0mm 冷板，框架1.5mm，承重1500Kg、柜體尺寸顏色根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

機(jī)柜具有防靜電、抗電磁、防鼠等，確保通信設(shè)備不受干擾。

系統(tǒng)主機(jī)柜內(nèi)安裝雙電源切換控制器和電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)雙路市電切換裝置、UPS電源，UPS避雷器、控制開(kāi)關(guān)等設(shè)備及部件，負(fù)責(zé)將一路或兩路三相交流電供給UPS主電源。交流輸入采用三相五線制，即 A、 B、 C三根相線和一根零線 N、一根地線 E( FG)。交流輸入首先經(jīng)過(guò)雙電源切換裝置(只有一路市電的無(wú)需切換電路)轉(zhuǎn)換成一路交流電，經(jīng)過(guò)切換裝置的交流電再接上避雷器，保護(hù)后面的電路免受高電壓的沖擊?？傞_(kāi)關(guān)采用 3個(gè)獨(dú)立開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)各控制一相交流電。設(shè)置設(shè)備維修帶鎖旁路開(kāi)關(guān)LED狀態(tài)指示,ATS雙路輸入輸出具有三相斷電缺相聲光報(bào)警裝置及LED燈指示。

輸入輸出配電設(shè)計(jì)選型與配置包括:輸入配電連接?方式、走線路徑、線徑開(kāi)關(guān)規(guī)格、輸入輸出配電、蓄電池組配電。包括ATS雙電源切換裝置、斷路器、防雷器、測(cè)量?jī)x表、斷電報(bào)警指示等

配電走線路徑。UPS電源屏輸入輸出、蓄電池電纜，下走線模式，從機(jī)底部進(jìn)入機(jī)柜，連接到UPS后部的輸入輸出接線端子上。

UPS主機(jī)柜設(shè)置數(shù)字式多功能儀表監(jiān)測(cè)顯示各種運(yùn)行參數(shù)，測(cè)量?jī)?nèi)容包括的參數(shù)有:交流輸入電壓、輸出電壓、輸出頻率、輸出功率、蓄電池直流輸入電壓。