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(duì)象已經(jīng)由單臺(tái)計(jì)算機(jī)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(chǔ)設(shè)備、業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)乃至整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。供電對(duì)象的范圍主要涉及到計(jì)算機(jī)終端、服務(wù)器、路由器、交換器、顯示器、磁盤存儲(chǔ)陣列、小型機(jī)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(jī)房的電力供應(yīng),“市電供電+柴油發(fā)電機(jī)組備用”的供電系統(tǒng)成為通信行業(yè)動(dòng)力機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)信息資源的遠(yuǎn)程處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)送的時(shí)效性要求極高,僅是幾秒鐘的停機(jī)也會(huì)給整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的安全運(yùn)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(dòng)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(jī)),需具有防雷保護(hù)裝置;

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

    (3)交流負(fù)載部分需配UPS,帶載容量為30kVA,后備待機(jī)時(shí)間要求達(dá)到8小時(shí),要求可靠性非常高;UPS應(yīng)具有動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能;

    (4)對(duì)地震、火災(zāi)等緊急事故,能提供遠(yuǎn)端或近端的遙控快速關(guān)機(jī)功能,以避免在緊急事故中發(fā)生更嚴(yán)重的損失;

    (5)UPS后備電池必須具有漏液偵測(cè)功能;能作電池巡檢日期或更換日期的自動(dòng)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(xiàng)目方案

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

    (2)為滿足上述第(2)項(xiàng)配電要求,采用兩級(jí)低壓交流配電柜分級(jí)配電,提供用戶直流-48V、-24V開關(guān)電源,機(jī)房空調(diào)等負(fù)載設(shè)備;

    (3)為滿足上述第(3)項(xiàng)動(dòng)力機(jī)房交流負(fù)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(gè)系統(tǒng)負(fù)載供電方便,提供輸出配電柜,方便更多的分路及遠(yuǎn)距離連接。且在整個(gè)系統(tǒng)中增加UPS的監(jiān)控部分,使整個(gè)系統(tǒng)更加智能化,可以非常方便的了解UPS運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)。整個(gè)系統(tǒng)配置采用兩臺(tái)臺(tái)達(dá)NT系列UPS并機(jī),實(shí)現(xiàn)并聯(lián)(1+1)冗余功能(見圖1),整體方案具有先進(jìn)的管理性,極高的可靠度及實(shí)用性;

    (4)針對(duì)上述第(4)項(xiàng)要求,臺(tái)達(dá)NT系列UPS提供了EPO緊急關(guān)機(jī)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(jī),并同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端緊急關(guān)機(jī)功能;

    (5)針對(duì)上述第(5)項(xiàng)要求,臺(tái)達(dá)NT系列UPS具有對(duì)電池漏液進(jìn)行動(dòng)態(tài)偵測(cè)的功能;解決了客戶對(duì)電池漏液的潛在隱患;

    (6)針對(duì)上述第(6)項(xiàng)、第(7)項(xiàng)、第(8)項(xiàng)客戶對(duì)蓄電池的購置成本的嚴(yán)格控制,以及安放電池柜的空間有限性的嚴(yán)格要求,樓層的有限承重等問題,根據(jù)客觀存在的種種實(shí)際情況,采用兩臺(tái)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(duì)上述第(9)項(xiàng)要求，中達(dá)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(tuán)隊(duì)。

    3 動(dòng)力機(jī)房系統(tǒng)配置

    在嚴(yán)格考察客戶動(dòng)力負(fù)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(dòng)力機(jī)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(jī)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(shí)為例),如表1所示;

    (3)并機(jī)工作原理

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

    ②當(dāng)逆變器遇到異常情況,如溫度過高、超載時(shí)間過長、輸出短路、輸出電壓異常或電池放電終止時(shí),逆變器會(huì)自動(dòng)保護(hù)鎖機(jī),如此時(shí)備用電源供應(yīng)正常,則所有負(fù)載會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)由備用電源供電,使負(fù)載供電不會(huì)中斷。當(dāng)逆變器異常狀況排除后,則會(huì)自動(dòng)由備用電源供電模式轉(zhuǎn)回由UPS正常供電模式;

    (4)臺(tái)達(dá)NT系列UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有:

    ①根據(jù)用戶需要,可最多可進(jìn)行8臺(tái)并機(jī),滿足設(shè)備后期容量的擴(kuò)容要求;

    ②運(yùn)行于并機(jī)系統(tǒng)中的UPS與運(yùn)行在單機(jī)模式下的UPS,其軟、硬件系統(tǒng)完全相同,運(yùn)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(shí)時(shí)數(shù)字控制技術(shù)，在保證各臺(tái)UPS輸出電壓嚴(yán)格同步的基礎(chǔ)上,直接控制各臺(tái)UPS的輸出電流及并機(jī)系統(tǒng)平均電流的瞬時(shí)誤差。這種快速響應(yīng)、精準(zhǔn)穩(wěn)定的均流調(diào)節(jié),能將各臺(tái)UPS的環(huán)流控制在3%以內(nèi),從而保證了并機(jī)系統(tǒng)的帶載能力和可靠性;

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

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