大型數據存儲中心高智能容錯雙總線系統設計方案

1 概述

大型數據中心存儲中心機房專門為核心數據進行存儲保存，確保數據萬無一失，地理位置相對偏僻安全，不容易發現，預計機柜500架，每個機架規劃容量按4kVA計算，實際使用容量2.5kW。為保證數據存儲中心機房內所有設備24h不間斷優質供電，數據存儲中心機房供電系統宜采用兩路在線式高智能容錯UPS供電(每路均為N+1并聯冗余配置，提高供電系統的冗錯性和可靠性)，UPS采用中文操作界面，單臺UPS設備容量設計不能高于400kVA，實現獨立的雙總線供電方案，提高供電的可靠性、容錯性，滿足GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》A級機房電源設計標準，滿足TIA-942《數據中心電信基礎設施標準》中供電方案T4標準。

另外，現場注意事項：空間布局和負載均分要合理，此次寬度限制在5m的范圍，長度最長為100m，電池按15min計算。

對工程的需求如下：

① 據現場的機柜數量和規劃容量，UPS最大容量設計為

500架*4kVA=2000kVA，采用400K UPS 系統;

② 采用最高可靠性的2(N+1)系統方案，實現高可靠、高容錯性;

③ 根據空間較狹長的現狀，為了布局更加合理，優選共用電池組方案，減少對空間的需求和維護成本。

2 臺達UPS電源方案

(1)系統配置

配置臺達GES-NT400K雙變換純在線式工頻級UPS 4臺，組成兩套“N+1”并聯冗余的雙總線供電方案。其中以一套為2(1+1)系統，另一套為2(2+1)系統，實現5+5雙總線系統的功效，為數據存儲中心機房負載設備提供24 h不間斷完全獨立的雙回路優質、純凈電源供電。

臺達GES-NT 400K UPS 2路“N+1”并聯冗余的雙總線供電方案，具有高可靠性、高可用性及安全性。并機系統采用先進的獨特分布式邏輯控制方式，直接并機，并機無須外加并聯卡或并機控制柜，且并機通信信號線采用環形回路設計，大大地提高了并機系統的可靠性。NT400K UPS支持在線并機擴展系統，即無須關閉原UPS供電系統，在線將預設機組并入正常工作的UPS系統中，整個并機擴容平滑、安全。

并機采用共用電池組方案，可以節省大量的安裝空間，提高電池的利用效率，減少地面安裝地板承重需求。當其中一臺UPS故障退出并聯系統后，仍能保證滿載后備時間，滿足原配置(傳統UPS并機無共用電池組功能時，當其中一臺UPS故障時，所配置的電池組也相應地退出并機系統，導致后備時間縮短一半)。通過共用電池功能，還可以減少電池污染的排放和節省安裝空間等資源。

(2)共用電池功能主要優勢

① 節省購買電池的資金

系統冗余量占系統總容量的百分之幾，就能節省電池總投資的百分之幾。在電池價格飛漲的今天，能夠節省的這筆費用是相當可觀的。同時，電池數量減少了，相應的搬運、安裝等投資也會跟著減少。

② 節省安裝空間投資

大批量的電池占用的安裝空間也很大，減少了電池數量,也就成比例地減少了安裝空間方面的投資。同時，也就減少了房租、裝修費、空調配置等方面的投資。

③ 節省承重方面的投資

電池組重量很大，為了解決樓層承重問題，一般會擴大電池的放置面積或者制做承重支架。如果減少了電池數量，這方面的投資就相應地省去。

④ 節省運營成本投資

電池數量少了，系統本身以及房間空調所消耗的電能也減少，需要投入的維護成本也少了，同時還會更加環保。

⑤ 系統擴容比較方便

對于共享電池組的UPS系統，日后擴容時可以不增加電池，如果現有電池組的后備時間還夠用，直接增加UPS主機就行了。擴容會變得非常簡單、方便、節省資金。

3 供電系統設計方案

臺達GES-NT400K UPS 2路“1+1”并聯冗余的雙總線供電方案系統配置如圖1所示。負載分成四個區：其中2個區按400kVA 規劃，2個區按800kVA規劃。

并機共用電池組電池開關柜原理圖示于圖2。

圖1 NT400K完全獨立的雙總線供電系統框架示意圖

圖2 并機共用電池組電池開關柜原理圖

注：QF2設計為電池聯絡開關，實現并機系統共用電池供電方案與獨立電池供電方案靈活選擇。

該方案具有以下的優勢。

① 輸出全隔離

整個系統輸出沒有互相影響的母線線路,可實現各母線隔離維修,具有更高的可靠性。

② 母線具有冗余功能

采用高智能容錯UPS 實現雙母線,各母線的線上還有冗余功能，具有更短的MTTR。系統正常運行時,兩路UPS直接向雙輸出負載設備供電。單電源負載則通過機架ATS切換，提供一路正常UPS的電源供電。

③ 更經濟的總擁有成本

更低的運行成本,更低的擴容成本。

4 系統配置方案

NT400K完全獨立的雙總線供電系統配置方案列于表1。