1 引言
随着国内电力供应的紧张,加剧了国内电网环境的相对复杂性,不断出现频繁停电、用电高峰期出现供电电压异常低,用电低谷期则出现供电电压异常高,市电电压波动经常超过±20%等;这些电源故障将会直接导致IDC数据机房中的路由器、交换机、服务器、数据存储器、电视台的采编设备、播出设备等各类设备无法连续正常工作。而其他诸如电源浪涌、谐波失真、频率漂移、瞬间尖峰、电压跌落,虽然一般用户难以觉察,但确实经常发生,大大增加了网络系统的数据传输误码率以及发生数据掉包,导致数据传输速率严重下降,使IDC用户使用的传输网络和播出设备的使用达不到设计要求,同时易造成服务器、小型机等运算设备和存储设备的电源故障。因此,如何有效消除形形色色的电网干扰对用电设备以及传输网络造成的破坏,选择更适合中国电网环境、高可靠、高质量的UPS或HVDC供电电源解决方案,是用户在选择IDC机房供电方案时必须考虑的问题。
针对以上国内电网供电环境存在的问题,对于使用在IDC数据中心低压端供电电源解决方案,建议采用UPS或HVDC的方案,以下对具体方案给予说明。
2 IDC数据中心UPS供电解决方案的选择
建议UPS选用输入范围宽(至少应能满足380V±25%)、带载能力强、更适合国内电网环境的在线式UPS,工频在线式UPS因自身配置有独立的输出隔离变压器,不仅能够完全滤除电网干扰对负载的影响,还能够有效降低和消除UPS自身产生的干扰,为广播设备和网络设备提供稳定、纯净的不间断电源。UPS电源的工作原理如图1所示。
UPS电源的功能如下:
① UPS在正常运行期间,整流器/充电器将输入交流电转换成直流电,供给逆变器使用、同时对电池组进行充电;
② UPS逆变器将直流电再次变换成没有任何干扰、幅值和频率都限定在严格允许范围内的优质的交流电,给负载供电;
③ 如果UPS的交流输入电力故障,电池组在选定的后备时间内向逆变器提供所需要的后备直流电,同时,逆变器将电池组提供的直流电变换成交流电供负载使用;
④ UPS在必要时(UPS过载、过温、故障、在线热维护等),静态旁路开关能不间断地将UPS负载切换到旁路电源继续为UPS负载供电。“容错” 型设计使UPS能够在逆变器返回到正常运行状态所需要的时间内,以旁路方式连续地向负载供电。
目前,在IDC中心根据设备负载的机房级别可以采用以下几种工作方式:① 采用UPS单机供电工作方案;② 采用UPS并机系统组成的供电工作方案;③ 采用UPS双总线系统组成的供电工作方案。以下介绍IDC数据中心各机房的UPS和工作方案。
2.1 UPS单机供电工作方案
对于普通机房(或预算紧的机房)一般采用UPS单机供电方案,该方案后备时间可根据具体需求进行配置(一般不低于30min),具体配置方案示意图如图2所示。
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