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        UPS冗余并聯與雙總線連接供電方案

        作者: 時間:2016-12-16 來源:網絡 收藏

          
          (3)這里的重點就轉到如何在一路市電和ATS同時故障時仍能使另一路市電可靠地接入。這個問題再容易解決不過了,比如給雙機冗余輸入端的ATS配上旁路開關(有的是選件,有的就是標配)就可解決了,因為一路市電掉電是有告警的,UPS1輸入電壓斷電也是有告警的,值班員就可在確認ATS確實故障后而合上旁路開關。不要期望全自動化,一般這樣的機房都會有值班員。當然,如果確實需要全自動化,也是可以的,只要向供應商提出要求就是了。因此,雙總線的供電效果完全可以用很小的代價來取代。
          
          (4)減少UPS和STS設備量的途徑
          
          如果有的用戶確實對雙總線結構情有獨鐘,也未嘗不可,在保證可靠性與可用性的前提下也有節約的方法。有的認為雙總線必定需要用圖11(b)的結構方式,即兩路電源必須用兩個臺大容量STS進行互相切換。實際上雙總線也各有不同,以圖12為例:
          
          (a)為雙開關二單機雙總線結構

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201612/330858.htm


          
          這個電路結構的特點在于每臺UPS有兩個輸入開關,一個普通斷路器和一個ATS轉換開關。普通斷路器供UPS主電路應用,ATS供兩臺UPS的旁路用電,這樣一來從輸入開關上就加了一層冗余,即使其中一路市電故障斷電,仍能保證雙電源設備的雙路供電。這里只用了一個STS為單電源設備供電,與雙UPS并聯冗余相比,增加設備不多。如果采用分散小型STS結構方案,功耗、價格和占地面積還可降低。
          
          (b)是雙開關三單機雙總線冗余結構


          
          從前面的分析可知,當一路市電故障(比如市電1)斷電時,斷電這一路UPS1的輸出就是通過ATS送過來的市電,這樣一來,雙電源設備的兩個輸入就有一路是市電,有可能引入干擾。為此可用第三臺UPS來代替圖(a)中的市電,如圖所示,此結構同時也具有了串聯熱備份的功能。

          (c)為多機雙總線同一冗余結構方案


          
          在多機雙總線的情況下,除去前面的冗余方案外,還可采用該圖的結構方式。以后雙電源的設備越來越多,不用大型STS的雙總線結構越來越多。那時雙總線與并聯冗余的設備量就非常接近了,甚至相同。
          
          3.采用雙總線進一步的節能方案
          
          對于一個大的信息中心機房而言無疑有大量的設備,但核心機器只是一部分而不是全部;即使是核心機器,這些機器的功率容量一般不會很大,當然刀片服務器的情況除外,這樣一來就給供電方案的節能措施提供了方便。
          
          對于那些不是重點的機器可直接由雙總線的一路提供就可以了,如果僅對那些重點的機器供電進行多重保護的話,就可節約相當大的一部分能量。這里不妨介紹一個實際的例子:某系統配置了600kVA×2作1+1冗余的UPS,本來作1+1冗余直接并聯即可滿足可靠性和容量要求,但在實際方案中卻給出了如圖13(a)的電路結構。這里兩臺600kVAUPS分成兩路后分別送到10臺60kVA容量的STS上,該10臺STS各帶自己的負載。開始有UPS1供電,一旦UPS1故障,STS就可以自動將UPS2切入來替換UPS1,以達到雙電源冗余供電的目的。從前面的討論中可以看出,在這里的可靠性與容量并未發生矛盾,兩個單臺UPS在容量上尚有極大的空間,如果不直接并聯冗余首先就丟失了雙倍過載能力的優點,直接隱患就是多了一個故障點。在過載能力上就走到串連熱備份的路子上去了。并暴露出了如下的問題:


          
          (1)增加了功率損耗
          
          為了有一個量的概念,擬作如下計算,以滿負荷為例,首先計算出UPS的輸出電流:I=600kVA/220V=2727A
          
          靜態開關是由三個PN結的可控硅構成,導通壓降設為U=1.5V,于是在這些可控硅管上的消耗功率就是:
          
          P=IU=2727A×1.5V?4091W
          
          每年消耗能量:Q=4091W×8765h?35857kWh=35857度
          
          即每年僅僅STS就消耗掉35857度電能,有資料顯示每kWh電的煤燃燒后可向大氣中排放2.72kg的二氧化碳,35857度電的煤就向大氣中排放35857×2.72kg=97531kg的二氧化碳。如果采用圖12(b)的電路結構方案,就可將這些功率節約下來,將煤省下來,將二氧化碳的排放量降下來。
          
          (2)增加了投資
          
          按照當時用戶的反映說,每臺60kVA的STS價格為50萬元人民幣,10臺就是500萬元。采用了圖13(b)的電路結構方案后,每臺msts僅3000元,即使100臺也才30萬元,何況用量不足100臺。該項投資不到原設計的十分之一,節約了投資。
          
          (3)增加了占地面積
          
          10臺60kVA的STS按照Cyberex公司的介紹其占地面積S=(61cm×76cm)×10=4636cm2,近5m2。考慮到柜子不是放在一起,至少一面要預留出活動的空間,所以占地面積約10m2,這就是一個小機房的面積。而當時的msts(minists)僅有1U的高度,可以放到19?的標準機柜中,一般可不另外放置,直接放到IT機柜內即可,即使另外放置,最多占兩個柜子的面積,不到1平方米。


          
          對于刀片服務器而言也可用此方案,因為一般刀片服務器一組合模塊為單位,即使一個IT機柜可達到20kW或更多,但一個組合并不是這么多,更何況現在已經出現了針對刀片服務器的模塊UPS電源,可與刀片服務器放在一起,這就給使用節能的msts提供了更大的空間。如圖13所示就是刀片服務器電源與msts的連接示意圖。


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