大型數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

倪立年 劉月梅 劉國(guó)華

(山東山大華天科技集團(tuán)股份有限公司,山東濟(jì)南 250061)

大型數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

倪立年 劉月梅 劉國(guó)華

(山東山大華天科技集團(tuán)股份有限公司,山東濟(jì)南 250061)

UPS供電系統(tǒng)可以有效的保障用電安全,增加供電系統(tǒng)的可靠性,有著重要的意義和價(jià)值。隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展,很多行業(yè)對(duì)于電能供應(yīng)質(zhì)量的要求在逐步提高,很多地方都對(duì)電能的供應(yīng)系統(tǒng)提出了十分高的要求,UPS供電系統(tǒng)的出現(xiàn)滿足了這些特殊位置的供電需求,尤其是對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心的供電有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

大型數(shù)據(jù)中心 UPS供電系統(tǒng) ATS切換

21世紀(jì)以來(lái),在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下,世界經(jīng)濟(jì)獲得了快速的發(fā)展,人們的社會(huì)生活發(fā)生了翻天覆地的變化。在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展之中,信息數(shù)據(jù)成為我們生產(chǎn)和發(fā)展中必不可少的因素,數(shù)據(jù)中心也應(yīng)用而生,這成為很多企事業(yè)單位建設(shè)的核心問(wèn)題。由于數(shù)據(jù)中心工作性質(zhì)的特殊性,對(duì)供電系統(tǒng)的要求很高。大型數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)必須安全可靠,能為數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定可靠的電能,UPS供電系統(tǒng)符合數(shù)據(jù)中心的用電需求,可以為其提供相應(yīng)的電能,以此來(lái)保障數(shù)據(jù)中心的正常工作。

1 現(xiàn)代供電系統(tǒng)技術(shù)概述

UPS和ATS是大型數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的重要智能化設(shè)備,不僅在數(shù)據(jù)中心供電可靠性、連續(xù)性和供電質(zhì)量等方面有著重要的作用,而且在現(xiàn)代大型數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。下面就分別簡(jiǎn)單介紹UPS和ATS。

UPS(Uninterruptible Power Supply)即不間斷電源,是由電池、逆變器和控制電路組成的,能在有限的時(shí)間里提供持續(xù)、穩(wěn)定地沒(méi)有時(shí)間中斷的交流電源。這種供電系統(tǒng)的技術(shù)原理十分簡(jiǎn)單,其根本目的是向用電器提供優(yōu)質(zhì)電源,與此同時(shí)對(duì)后備電池持續(xù)充電,實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)備,在市電的供應(yīng)發(fā)生異常時(shí)UPS供電系統(tǒng)可以利用逆變器等裝置實(shí)現(xiàn)直流電與交流電的轉(zhuǎn)換,向用電器提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的電能,通過(guò)這種方式保障用電設(shè)備正常的工作。

ATS(Automatic transfer Switching e-quipment)即雙電源自動(dòng)切換開關(guān)設(shè)備,一般裝在低壓配電屏中用于電信樞紐供電系統(tǒng)主電源和備用電源之間的自動(dòng)切換。ATS開關(guān)具有三個(gè)接線端,即主供電源端、備用電源端和負(fù)荷端。此開關(guān)可等效為一臺(tái)單刀雙投自動(dòng)切換開關(guān),主供電源端一般接經(jīng)變壓器降壓后的低壓配電系統(tǒng)市電輸入端,提供市電供電;備用電源端一般接柴油發(fā)電機(jī)組,提供備用電源;負(fù)荷端接用電設(shè)備,隨時(shí)保證通信設(shè)備用電的可靠性和供電質(zhì)量。

現(xiàn)階段,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,UPS供電系統(tǒng)也在逐步變化,其發(fā)展的方向是更加的智能化、特色化與網(wǎng)絡(luò)化,在功能方面也有所突破,不僅僅進(jìn)行單純的供電,還要逐步實(shí)現(xiàn)UPS供電系統(tǒng)的多方面功能的實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)代UPS供電系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的定時(shí)開關(guān)機(jī),也可以在市電供應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生異常的時(shí)候向計(jì)算機(jī)發(fā)出關(guān)機(jī)指令,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的正常關(guān)機(jī)。未來(lái)的發(fā)展中還可能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控,當(dāng)然這種遙控需要互聯(lián)網(wǎng)的介入,那樣才是真正智能化的供電系統(tǒng)。

2 大型數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要考慮的因素很多,其中比較重要的因素主要有雷電影響、計(jì)算機(jī)設(shè)備的影響以及市電供電系統(tǒng)等。在進(jìn)行UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該著重以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)。

圖2

2.1 UPS前級(jí)供電系統(tǒng)的具體要求

前級(jí)供電系統(tǒng)是UPS供電系統(tǒng)的重要組成部分,因此在實(shí)際的應(yīng)用中應(yīng)保障前級(jí)供電系統(tǒng)電源的穩(wěn)定性,現(xiàn)階段一般要求UPS前級(jí)供電至少有兩路電源。其中備用電源可以是備用市電或者發(fā)電機(jī)。我國(guó)使用的UPS供電系統(tǒng)的主機(jī)輸入電壓一般是380V±15%,前級(jí)供電系統(tǒng)的電壓值就應(yīng)該保持在這個(gè)范圍之內(nèi)。如果無(wú)法滿足穩(wěn)壓要求,需要在前端安裝穩(wěn)壓電源。目前數(shù)據(jù)中心常用的供電系統(tǒng)如圖2所示。

2.2 采用冗余設(shè)計(jì)保證供電的穩(wěn)定性

UPS供電系統(tǒng)的主要作用就是向數(shù)據(jù)中心提供相對(duì)穩(wěn)定、可靠的電源,在實(shí)際的工作中可以采用UPS冗余連接方式。目前常用的UPS冗余方式主要分為三種：并聯(lián)熱備份、雙母線方式和雙機(jī)主從式熱備份。這三種方式各有特點(diǎn),在實(shí)際的使用中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境進(jìn)行選擇。

2.3 增強(qiáng)UPS供電系統(tǒng)的智能化

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展,信息技術(shù)也在不斷發(fā)展,為了保障UPS供電系統(tǒng)能力的不斷升級(jí),我們應(yīng)該逐步的增強(qiáng)UPS供電系統(tǒng)的智能化,實(shí)現(xiàn)UPS供電系統(tǒng)的功能升級(jí)。在實(shí)際的研發(fā)過(guò)程中應(yīng)該增強(qiáng)UPS供電系統(tǒng)的自我診斷、自我維護(hù)、自我升級(jí)功能。只有這樣才能進(jìn)一步的加強(qiáng)UPS供電系統(tǒng)的實(shí)用性和科學(xué)性,保障數(shù)據(jù)中心工作的順利開展。

3 結(jié)語(yǔ)

UPS供電系統(tǒng)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果,適用于現(xiàn)代社會(huì)中很多方面的電能提供。為了進(jìn)一步的保障大型數(shù)據(jù)中心的供電安全與穩(wěn)定,在實(shí)際的工作中我們應(yīng)該不斷的對(duì)UPS供電系統(tǒng)進(jìn)行理論研究與技術(shù)開發(fā),實(shí)現(xiàn)UPS供電系統(tǒng)技術(shù)的不斷進(jìn)步,推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。

[1]秦志宇.大型數(shù)據(jù)中心UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[期刊論文].《智能建筑電氣技術(shù)》,2009(3).

[2]李鳳武.呼和二樞紐UPS供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[學(xué)位論文].電子與通信工程內(nèi)蒙古大學(xué),2009.