IT机房电源改造方案建议

德地氏化工设备（无锡）有限公司机房电源系统改造建议方案无锡维同电子科技有限公司2014-4-2521、机房电源系统改造技术方案1.1、方案概述机房电源系统为生产、信息中心所用，将24小时连续运行，因此不得断电。必须提供高质量的不间断电源系统来保证工作正常。UPS系统应该是一个能够消除公共电网中各种干扰问题的365天7×24小时不间断连续向数据中心数据处理设备提供高质量电力供应的UPS系统。UPS系统的配置必须满足最高可用性，最高可维护性，没有单点故障的系统与结构的配置。同时，结构上还应该考虑系统的可扩充性，满足实际应用中设备分阶段投入和今后可能的进一步发展的需要。UPS系统同时向负载供电，任何一个UPS机组输出出现事故（输出线路上的短路事故，线路保护部件的误动作，维护人员的误操作，UPS设备的故障等）另外一个UPS机组输出不受影响。计算机系统中的双电源输入设备的电力供应由于上述的系统性的冗余手段得到了最高程度的保障。客户现场情况：已有一台GALAXYPW系列30KVAUPS，双市电电源输入，主要负载为机房内设备，实际总负载约10KVA，机房内双电源负载设备接在同一路电源上，设备双电源冗余毫无意义，后备12V65AH电池一组，后备延时无法满足实际需要。方案建议：新添一台施耐德GALAXY3500系列30KVAUPS（配置10KVA负载时可延时4小时的后备64节MOERLI12V120AH电池）与原有UPS（更换原有后备电池，配置10KVA负载时可延时4小时的后备66节MOERLI12V120AH电池）组成双路冗余输出供电系统，UPS前端采用双市电电源+发电机备用输入方式，并设计使用外置维修旁路开关，以防UPS系统故障时可隔离UPS本体而不影响后端负载的正常工作，确保UPS运行的安全性和连续性。由于原有至机房的电源线路只有一路，为保证此方案的实施，必须由配电房重新布置一路YJV5*16电缆经由配电房与机房之间的柏油路至机房配电，再由机房配电分别用RVV3*4电源线与机柜PDU用工业连接器进行可靠连接。分清双电源设备，分别连接在2路UPS输出电源上，以使双电源设备达到真正的冗余作用，单电源负载设备前端由2台UPS3采用APC双电源切换设备进行冗余保护，保证了单电源设备的连续可用性。1.2、容量设计要求客户名称UPS规格延时输入电压输出电压并联系统（是/否）数量德地氏化工30KVA10KVA时/4H380V380V否11.3、系统设计德地氏化工信息中心机房，要确保UPS供电系统负载长期的可靠性和安全性，根据与客户的交流及客户UPS系统的技术要求，我公司经过认真研究和讨论，推荐由法国施耐德公司开发和生产的GALAXY3500系列UPS与原有UPS组成双路冗余输出供电系统。为了达到高系统可靠性，Galaxy3500UPS采用了全数字化分布式控制技术，特别的柔性母排连接工艺，关键部件的降额设计应用。为了达到高系统维护性，Galaxy3500UPS采用了完全的部件模块化设计。所有关键节点的状态和物理量都能够通过数据上传的手段进行采集，所有主要的控制电路板都是标准化设计，更换控制电路板只需要根据具体配置情况下载有关数据就能够完成。大大提高了MTBF，降低了MTTR。Galaxy3500系列UPS是梅兰日兰公司推出的多台DC母线并联运行版本和多台模块化直接并联运行版本。该UPS融合了世界上最先进的控制技术，采用IGBT（绝缘栅双极形晶体管）作为大功率逆变器件，全数字微机控制系统，加上先进的电流自适应控制理论和梅兰日兰公司多项专利技术的应用，使得Galaxy3500系列UPS一出现即成为三相大容量UPS产品中的佼佼者，其各方面的性能指标均优于目前市场上的其它同类产品，在大容量UPS市场中占有领导地位。目前广泛应用于国内各大银行、广播电视、邮电通信、航空航天、国防、各大厂矿企业等重要领域。Galaxy3500UPS单机的组成4UPS系统中的单机UPS模块框图如下图所示：1.4、并机系统工作方式系统采用2台MGEGalaxy35001+1冗余并机总线供电方式。系统框图如下：MGEGalaxy3500并机系统图5UPS电源系统采取分立旁路的在线式UPS并机运行方式，正常运行时每台UPS平均分担负荷，输出无环流，任何一台UPS均能成为主逻辑设备，在一台设备故障或维修的情况下，该UPS能自动脱离并联系统并实现1台UPS自动关机，另一台可自动全部带上负荷，确保供电的不间断。可以做到在系统并联运行中将任一台UPS退出和将其重新并入并机系统，该过程不会中断对设备的供电，也不会转向旁路供电。同时该并联UPS系统也可做到将每台UPS分开单独使用，达到供电系统的灵活、方便。并机系统具有扩充的余地，根据广电台各种业务的不断增加，可以为计算机系统供电的UPS系统均能做到再增加UPS的可能，即该并机系统具备4台UPS并机的能力。2、MGEGalaxy3500系列产品技术参数表工业UPS的高可靠性定位我们通常见到的，是商业UPS，它应用在良好的机房环境下，对电网环境、6物理环境（温度、湿度、特别是对通风的洁净度）、负载性质（计算机类负载）有较严格要求。工业UPS则要求在工业环境下可以使用。而工业环境通常很难保证稳定的温度、湿度，空气粉尘量较大；供电线路的浪涌冲击、峰值下陷等不良情况更为严重；同时负载多包括电感性（电感、变压器等）负载、电容性负载、波动和高峰值冲击性负载等。因此，工业UPS处于（1）更恶劣的物理环境（2）更恶劣的供电环境（3）更恶劣的负载环境。所以，工业UPS需要远远高于商业UPS的性能表现。UPS是供电系统中可靠性最薄弱的环节。通常的供电和UPS系统，以“可用性”来衡量，即可用性＝MTBF/(MTBF＋MTTR）。那么提高可用性的方法可分为（1）从设备结构和系统配置入手，包括系统采用冗余结构、模块化结构、以及先进的管理技术（2）提高UPS自身的可靠性（3）提高物理环境适应能力。而工业UPS恰恰这些特别是后两方面给予极大的考虑。象提高物理适应能力，包括了环境温度、环境湿度、振动冲击、海拔高度、环境抗雷击能力等等方面的提升。而提高负载和供电环境适应能力，包括了AC－AC效率、输出电流峰值系数、输出电流浪涌系数（启动）、输出过载能力、输出功率因数、三相负载不平衡能力……综上，我们得出一个基本结论：“工业UPS＞商业UPS”。AIS的可靠性也远远高于普通商业UPS。面向工业应用的重载设计选用工业级或军用级元器件，以提供更大的耐压余量、更大的电流余量、更大的热容量、更大的工作温度余量。为适应恶劣的供电环境，对机内逻辑电路和通讯电路有严格的绝缘和屏蔽措施、强抗干扰能力、更高级别的电磁兼容性设计。7为适应恶劣的物理环境，采用重型钢板＆耐用喷涂、增强散热设计容量、0~40℃范围内无强制风冷可连续工作、极限工作条件提高到-10~50℃等。面向恶劣环境的高IP防护等级IP防护等级，以国标GB4208-84的外壳防护等级的分类规定来看，GALAXY3500的IP等级可达IP51（加空气过滤器、防滴顶）。而商业UPS，其IP等级一般仅为IP20。这么大的差异主要是因为工业UPS需要放置在车间、电气室、开关设备室、生产线、集装箱、实验室等地，而商业UPS只需放置在数据中心、服务器机房、办公室、零售网点、环境空气电气室（特别强调空气制冷）等环境整洁、温湿度和洁净度受控的地方。易于扩展、维护和安装的模块化设计采用整体模块化设计，可快速维修，提高了产品的可用性。最高效的UPS因为采用了更先进的设计和更高级的元件，GALAXY3500系列产品即使在半载下也可达到95%以上的效率，这意味着GALAXY3500同比于其它型号的UPS更省电，发热量更小，所需的空调制冷量也更少。双路输入设计UPS可输入双路电源，当其中1路电源故障时可切换至另1路电源，进一步提高了系统的可用性。在有双路电源时，不需要再额外增加输入切换装置。先进的电池管理技术使电池的使用更加安全免维护电池如果长时间得不到充放电维护，其容量，使用寿命将会降低。GALAXY3500系列UPS具有对电池自动充电及自动放电维护功能,时刻检测电池的电压，电流。当电池长期处于浮充状态时,用户能够方便地控制UPS自动对电池进行充放电维护,即通过自动或手动的方式使UPS进入电池容量测试状态，在自动状态时，UPS通过电池监测器测试自动确定进入电池容量测试的时机，在电池容量测试时，UPS将降低充电电压对电池进行放电维护，8并检测电池的放电量，如果电池容量不足，将反复对电池进行充放电，以恢复电池的额定容量；如果电池故障或容量严重降低，将给出告警；同样可以通过手动方式进行此工作，电池容量测试过程中，不对系统输出电压产生影响。维护结束后，UPS自动转入正常状态，对电池进行充电，浮充电，充电装置恢复提供额定电压的电源。通过上述过程可明显延长电池寿命并激活性能下降的电池。浮充电压温度补偿技术延长电池寿命免维护电池对充电电压的要求近于苛刻，过高的电压将明显降低电池的使用寿命。一个在20℃时标称寿命为10年的免维护电池，如果没有浮充电压温度补偿，其电池寿命在30℃时将降为6年，在40℃时将降为4年。但如果人为地降低浮充电压，将无法保证电池具有充足的能量而降低电池的后备时间。GALAXY3500系列UPS采用浮充电压温度补偿技术根据温度变化不断调节浮充电压，使其保持在最佳值，在有效地延长电池寿命的前提下，保证电池具有充足的能量。柴油发电机的好伴侣GALAXY3500是采用了慢启动的方法。市电掉电后，UPS由电池供电，同时启动油机，待油机启动正常后，UPS逐渐地将负载由电池供电转到由油机供电，慢启动时间在1分钟左右（可设置）。先进的软件监测系统GALAXY3500系列UPS具有良好的软件保护功能，适用于绝大多数操作系统。当电源故障时间过长，电池可能放电至关机电压而导致UPS关机。如果无人关断您的系统和设备、存储数据，将给您造成极大的损失。GALAXY3500的PowerChute智能监控软件与UPS一起提供最佳的电源保护。通过PowerChute软件可以监测UPS的运行状态及各种运行参数，在电源故障时可以通知系统管理者，使用户有时间存储数据、关闭设备，UPS还能自动关闭操作系统。9UPS硬件与完备的监控软件相结合，可以最大程度的保证系统的可靠运行，同时减少管理维护人员的工作强度，为各种电源故障的及时处理、系统的安全关闭和重新启动、UPS的远程管理提供了条件。对于UPS设备与机房处于同一楼层、或距离较近的情况，可采用以UPS的RS232串口电缆与用户网络中的计算机串口相连接，在计算机中安装PowerChute软件的方式实现本地的软件监控。GALAXY3500系列UPS还有进一步的扩展的管理功能，可以实现UPS的远程的网络管理。在网络上的任一节点，都可以用浏览器随时察看UPS的电气参数102.1、MGEGalaxy3500系列产品技术参数表输出输出视在功率容量24KW/30KVA输出标称电压400V3PH输出电压可调范围可设置为220、230或240输出电压满负载效率96.4%输出电压变形满负荷时低于5%输出频率(与主频率同步)47-53Hz（50Hz标称值）峰值系素无限制的波形类型正弦波输出插座、线缆(1)HardWire4-wire(3PH-PEN)(1)HardWire5-wire(3PH+N+G)输入功率旁路内置旁路,内置静态旁路额定输入电压400V3PH输入频率40-70Hz输入端子类型HardWire5-wire(3PH+N+G)工作电压范围304-477V其他输入电压380,415通讯管理接口预装SmartSlot™卡AP9619控制面板多功能液晶显示器状态管理控制台。音频告警Audibleandvisiblealarmsprioritizedbyseverity紧急关断Yes物理指标高1500.00mm宽523.00mm深854.00mm11净重656.00KG颜色灰色环境指标工作环境0-40°C运行湿度范围0-95%运