通信机房UPS应用安全保障整改方案

    1、前言

    “西部开发”是近年来国家提出的口号。与其他地区相比，目前西部地区的信息建设及相关信息设备管理建设仍然滞后于其它地区，而该地区不稳定的市电环境更对众多行业的关键信息保障造成了隐患。作为当地“以革新促发展”的模范企业，随着业务量的快速发展，四川石油管理局近些年加大了基础设备的改造，希望通过改造进一步提升服务水平。而通信中心机房的改造则是近期进行的重要改造项目。

    2、用户需求概述

    ⑴　某机房内由一套60KVA UPS“1+1”冗余并联供电，随着业务量的快速发展以及对数据机房的高度重视，原有的双机冗余供电系统容量已经满足不了现有的设备需求量，需新增加一套60KVA UPS 2台并联冗余供电系统。

    ⑵　机房用电设备按照输入电源方式分为：单电源负载和双电源负载。原有系统的供电方案如图1所示。

图一

    由于原系统为早期规划建设，所有用电负载输入端的电源均采用2台60KVA UPS并联输出电源。要求新增加UPS系统与原有系统构成双母线优化方案，为原有的设备及新增设备提供安全可靠的电源保护。

    ⑶　对UPS电源主机的要求：

    ①　UPS采用双变换纯在线式架构设计，输出具备隔离变压器;

    ②　UPS具有宽广的输入电压范围;

    ③　由于UPS系统中电池的故障率最高，要求UPS主机采用有先进的智能电池管理方案，延长电池的使用寿命及提早发现电池组的故障隐患;

    ④　UPS主机应具有远程紧急事故关机功能，当地震或火灾等紧急事故发生时，可以透过远程紧急事故关机(EPO)功能快速的将UPS关闭。

    3、解决方案

    3.1　根据用户对UPS电源的需求⑴，中达提供GES-NT60KVA UPS两套，“1+1”冗余方式供电。台达NT60KVA UPS最多可支持8台UPS直接并联，并且可以在线并机，以后当负载扩展时UPS电源扩容方便、简易。

    3.2　根据用户提出的需求⑵，新增加UPS电源系统与原系统构成“2+2”双母线架构优化供电方案，整改后UPS供电方案系统图如图2所示。

图二

    该方案的优点：为双电源负载提供高可靠性的电源保障;克服了传统双母线结构中的LBS同步控制器及STS的单点故障现象，提高系统的可靠性和可用率;系统冗差功能强大;系统扩展方便、容易;对单电源负荷仍保证提供最高可靠性的双机冗余电源供电系统。

    台达NT系列UPS具有内置同步控制器(LBS)功能，是针对于用户用电设备中具有双电源负荷采用双母线系统解决方案而专门设计的内置同步控制电路，从而推出无需外置同步控制模块的双母线系统，技术更先进，大大提高了系统可靠度。

    3.3　根据用户需求⑶对UPS电源主机的功能需求，中达采用台达NT60KVA UPS。台达NT系列UPS具有以下的先进设计功能。

    ⑴ 双变换在线式设计，具有输出隔离变压器

    保护用户的精密设备供电质量，市电与电池供电为0ms时间断电转换，负载端可以完全滤除输入市电的杂波，提供用户负载端纯净可靠的正弦波电源，可以延长负载用电设备的使用寿命。

    输出具有隔离变压器设计，使得三相负载在完全不平衡下仍然可以满足各相负载的正常供电，使UPS对不同性质负载的适应性最强

    ⑵　宽广的输入电压范围，可延长电池使用寿命

    在满载的情况下，输入电压范围宽广(-32%～+35%)，适应供电环境恶劣的大部分地区使用，降低电池的放电次数及损耗，延长电池使用寿命。

    ⑶　先进的电池智能管理功能

    台达NT系列UPS拥有优越而先进的电池智能管理方案，能使配合NT系列UPS的电池相对地延长使用寿命。

    ①　具备电池充电自动温度补偿设计

    台达NT系列UPS有独特的选购件来实现温度补偿功能，并且温度侦测器是置于电池箱体内而非置于UPS箱体内，可正确对电池充电电压做调整达到补偿效果，进而延长电池使用寿命。

    ②　内建电池漏液自动侦测保护电路

    电池箱外壳实施设备接地，当电池组中任何一个电池发生漏液而与电池箱接触时，对地形成一个电流回，在漏液处发生火花及高热，可能造成电池外壳过热燃烧。通过检测进行保护。

    UPS内建电池接地错误自动侦测电路。当电池发生接地故障，UPS 将发出警告，继之将整流器分离，以防止发生更大的危害。

    设备名称品牌规格型号数量备 注

    UPS主机台达GES-NT60KVA2台直接并联,无需外加并联卡(柜)

    蓄电池中达DCF126-12/100116节58节/台

    电池架――――2套

    SNMP卡中达――2套远端网络监控

    电池开关箱――――2个内置2个分线断路器(250A)

    电池连接线――――若干电池组到开关箱

    4、方案特点分析

    整改后的系统应用架构，实际上为两套独立的“1+1”并机系统分别向机房设备提供电源，新增加的台达NT系列UPS“1+1”并联冗余系统分析如下：

    ⑴　可靠性分析

    ①　采用智能的微处理控制器CPU控制设计，简化复杂的模拟线路及零件数目，提高了整个系统的集成率及可靠度。

    ②　采用并机1+1冗余， 在并机系统使用中，其中一台UPS发生故障时，该故障的UPS会迅速、可靠地从并机系统中脱机，从而确保并机系统继续提供用户高质量的逆变电源，双机并联冗余是单机系统可靠性的5.6倍。

    ③　台达NT UPS控制电源采用双路电源,任何一路出现故障，UPS仍可正常供电，且不同控制电源电路输入来自不同的进线电源，更加确保控制电路的运行，提高系统可靠度。

    ⑵　实用性分析

    ①　可以8台直接并机，无须外加并联卡，且可在线扩容，方便简单而实用。

    ②　通过监控软件可以实现远程监控UPS的各种状态，可实时了解UPS的各种动态而无须到现场。

    ③　中文及多国语言选择、图形化大型LCD显示使UPS易于操作。

    ④　具有维修旁路开关，可使UPS带电进行维修，使系统仍可继续向负载供电。

    ⑶　扩容及升级分析

    ①　台达NT系列UPS具有高可靠性并机技术。只要增加一根通讯数据线，且在交流屏预留两个空开，可在线实现经济扩容，也可继续扩展到N+X多机冗余系统。

    ② 　如第二年再购买同系列同样容量的机器，仍可实现并机，只要对原来的机器进行同版本升级即可，无须复杂的的升级程序。

    5、结论

    该方案介绍石油管理局通信机房内采用两套独立的“1+1”并联冗余构成的双母线输出供电，屏蔽了LBS、STS设备的单点故障，系统构成简单、可靠性高，为通信机房内单电源设备和双电源设备提供稳定可靠的电源保障，并且故障清除能力强。所介绍方案可给更多用户参考。■