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IDC机房UPS供电模式及供电需求分析

发布时间:2020-07-21 18:31:42 阅读: 来源:亭子厂家

IDC机房建设中,动力系统的建设无疑是其重中之重,各项业务的开展,各种服务器的稳定工作,都离不开稳定、可靠、不间断的电力供给。本文简单探讨IDC机房几种电源系统结构的基本原理、优缺点、实现的可行性等。

本文引用地址: 一、IDC机房对供电的需求有如下几个特点

1、对供电要求高靠性

IDC面对的客户一般都是企业级客户,有的甚至为门户网站,若负载中断,IDC业务提供者,将会面临巨大损失,因此对供电的可靠性要求很高。

2、负载容量大

IDC机房建设投入巨大,并且会考虑到未来几年的业务增长,因此其要能承接足够大的业务量。一般一个机房约放置50-100个机架,每个机架的负载量约为几千瓦,因此一个机房的负载量约为几百到上千千瓦,一个IDC中心可能建设多个机房。

3、相对集中的供电方式

为了分担风险,同时又考虑到集中供电的方便管理性,一般按一个机房的负载容量来考虑,负载量约在几百到上千千瓦。

4、对设备的谐波污染要求高

随着国家对节能、环保的要求越来越高,电信运营商积极响应,同时,IDC机房也是用电大户,是供电单位的重点关注对象,对谐波关注的程度高,这已经是趋势。

二、传统的UPS供电解决方案

传统的数据通信设备要求交流输入电源,一般是与市电电源的电压和频率相同的电源,即220V,50Hz的单相交流电源。传统的数据通信设备的电源系统是UPS系统, UPS系统一般由整流器、逆变器、蓄电池和静态开关等组成,市电正常时,市电经整流器变换为直流电供给逆变器,同时给蓄电池充电,逆变器将直流电变换为交流电供给负载。UPS本身故障时负载可经静态开关转换为旁路市电供电,市电长时间停电时,由备用发电机组供电。

虽然IDC机房内的设备是单相供电,但功率越来越大,单相UPS功率不能做的很大,受到限制,解决的方法是用三相UPS供电,功率一般平均分到三相上,同时进行UPS并机,解决其供电的可靠性。由于UPS最终通过逆变换流供电给数据设备,如果逆变与切换部分出现故障,电池不是直接给数据设备供电,会导致数据设备中断。

几种常见的UPS供电模式

1、串联热备份

此种UPS供电方式消除了单点故障,实现简单,但是其同一时间只有一台UPS带载,因此存在超载能力差、主备机老化不均等问题,目前已经较少采用,系统图见图1:

2、并联冗余

此种UPS供电方式,最大的好处是可以负载均分,其中任意一台UPS故障,其被切离,UPS系统不用做任何切换,仍可工作在在线模式。可以根据负载量,通过增加UPS的方式实现系统容量扩充。系统图见图2。

3、双总线供电方式

此种UPS供电方式,其最大的特点是同时提供2路互不影响的供电母线,分别提供给双电源负载,或者通过STS再提供给单电源负载。此方式也很好的消除了单点故障,但限于供电方案中又增加了LBS(同步控制)和STS(双路切换),因此也增加了故障点。系统图见图3。

UPS供电方案的优点:

技术方案成熟,目前在大量应用。

交流输出,不易拉弧。

UPS供电方案的缺点:

并机难度大,需电压、频率、相位同步。

系统设计复杂,单点故障多

变换级数多,效率相对低

输入谐波大,功率因数低

三、共用48V母线的混合系统解决方案

这种电源系统结构特点是直流负载和交流负载的电源系统都采用-48V母线作为输入电源。在市电或整流器故障时,由于蓄电池与输出母排是并联的,所以-48V母线电源是不间断的。直流负载由-48V母线直接供电,交流负载经逆变器供电,即用-48V直流电源供电的逆变器代替了UPS。系统图见图4。

混合系统解决方案优点:

技术成熟,48V电源是真正的不间断电源,其输出纯净,所以系统整体稳定性有提高。不易拉弧,安全性高。

混合系统解决方案缺点:

在交流负载的电源链中增加了电源变换的次数,且电压低,电流大,增加了损耗,降低了系统效率。这种电源系统结构仅适用于交流负载为中小功率的情况。

四、整流型rAC高压供电解决方案

以INTELEC 2001年发表的《新电信网络和服务的最佳新型供电》和2000年发表的《电信和数据通信融合的rAC供电技术的新研究》为代表,法国电信公司试用。rAC供电系统,类似传统的48V直流电源系统中的直流母线由经过整流的母线替代,实际上是脉动的直流。系统由整流桥、高电压蓄电池组、蓄电池开关、充电机等组成。这种rAC供电系统的输入谐波电流抑制和功率因数需要补偿,须在rAC母线上并联连接谐波抑制器。系统图见图5。

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