超大型IDC機房用智能化UPS供電系統(tǒng)

2019-11-03 09:59:02

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供稿：網(wǎng)友

李成章　艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司

　　摘要本文通過UPS電源的具體應(yīng)用實例，介紹了IDC機房使用UPS供電系統(tǒng)的特點及其優(yōu)點。

　　關(guān)鍵詞 IDC UPS 供電系統(tǒng)

　　李成章艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司，高級產(chǎn)品經(jīng)理，高級技術(shù)顧問。從事UPS電源的分析，研究和設(shè)計工作。基于對多種UPS電源的詳細分析及參與多項大型信息網(wǎng)絡(luò)用一體化UPS冗余并機供電系統(tǒng)機房的設(shè)計工作的實踐。自1990年起，先后出版《現(xiàn)代UPS電源及電路圖集》等4本UPS電源專著及《信息網(wǎng)絡(luò)時代UPS》網(wǎng)絡(luò)教育光盤。曾在國外大學(xué)從事科研工作近4年，在IEEE等雜志上發(fā)表論文20多篇。

　　具備冗余式供電能力為3800kVA，其最大供電能力高達6000kVA的超大型IDC機房用智能化UPS供電系統(tǒng)采用的是雙總線輸入、雙總線輸出+負載同步控制器+負載自動切換開關(guān)設(shè)計方案所構(gòu)成的、具有世界一流技術(shù)水平的超大型UPS供電系統(tǒng)。這種端到端的一體化UPS供電系統(tǒng)不僅可以消除各種可能出現(xiàn)的單點瓶頸故障隱患。而且，還可向位于IDC機房內(nèi)的各種IT設(shè)備連續(xù)提供365×24h高品質(zhì)的UPS逆變器電源。

1 IDC機房用UPS供電系統(tǒng)應(yīng)有的基本特性

　　隨著信息化時代的到來、大批IDC機房如雨后春筍般地出現(xiàn)在電信企業(yè)、金融企業(yè)、政府網(wǎng)站和制造業(yè)中。互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中心（IDC）承擔著為入駐的各類網(wǎng)站、企業(yè)和用戶提供能處理突發(fā)性的大數(shù)據(jù)吞吐量的，高效數(shù)據(jù)傳輸率的，能連續(xù)地執(zhí)行高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)任務(wù)，從而使得各類用戶在信息網(wǎng)絡(luò)上能順利地完成各種信息資源（數(shù)據(jù)，語音和圖形等信息）的交換/分享操作任務(wù)、而執(zhí)行著各種網(wǎng)管操作功能的網(wǎng)絡(luò)樞紐調(diào)控中心。鑒于當今被安裝于信息網(wǎng)絡(luò)機房內(nèi)的絕大多數(shù)IT設(shè)備（服務(wù)器、交換機、光端機、網(wǎng)關(guān)、磁盤陣列機和通信設(shè)備）所允許的瞬間供電中斷時間僅為0.01～0.02s左右。這就意味著：對于關(guān)鍵性的IDC機房所用的UPS供電系統(tǒng)而言，在運行中如果出現(xiàn)0.02s以上瞬間供電中斷的故障時，就會造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓事故發(fā)生。眾所周知：一旦網(wǎng)絡(luò)癱瘓后，要想讓整個網(wǎng)絡(luò)重新恢復(fù)正常工作往往需耗時幾十分鐘至幾小時。顯而易見，由此會給用戶帶來巨大的經(jīng)濟損失。基于上述原因：對于負責向IDC機房供電的UPS供電系統(tǒng)而言，必須滿足如下基本要求：

　　（1）采用帶輸出隔離壓器的雙變換、在線式UPS來提供純潔的逆變器電源。

　　大量的運行實踐表明：只有帶輸出隔離壓器的雙變換、在線式UPS電源才有可能向IDC機房提供同時具有穩(wěn)壓的、連續(xù)供電的、無頻率突變的、無干擾的、無波形失真的、零線對地線電位低的純潔正弦波電源（凡是熟悉IDC機房運行的人士均知道：為確保服務(wù)器、小型機等能高效運行的前提之一是: 供電系統(tǒng)的零線對地線電位<1V）。其中穩(wěn)壓和連續(xù)供電的兩種特性是確保IT硬件安全運行的前提條件，而后四種特性則是確保IT設(shè)備在數(shù)據(jù)處理、存儲和傳送操作的全過程中實現(xiàn)高速寬帶、可靠操作的必要條件（它可降低誤碼率/邏輯操作錯）。有鑒于此，在IDC機房中不宜選用價格便宜的非雙變換、在線式UPS或不帶輸出隔離壓器的雙變換、在線式UPS（它的零線對地線電位過高）。

　　（2）對于IDC機房用的供電系統(tǒng)來說，它是不允許UPS進入由市電經(jīng)交流旁路供電的工作狀態(tài)的。

　　這是因為：一旦UPS處于交流旁路供電的工作狀態(tài)時（包括交流靜態(tài)旁路和維修旁路），此時用戶的所有關(guān)鍵性負載都是由毫無安全保障的低質(zhì)量電源來供電的，它會對信息網(wǎng)絡(luò)的安全運行帶來下述的嚴重故障隱患。

　　* 輸入電源出現(xiàn)瞬間供電中斷（大于0.02s的瞬間停電）故障→信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備關(guān)機/莫明其妙地開機自檢誤動作，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓發(fā)生。這種危險性存在于:一旦在公用電網(wǎng)上因故發(fā)生停電/短路故障時，重者就會因長時間的停電而造成信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備關(guān)機，輕者就會因信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備莫明其妙地開機自檢誤動作而造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓（例如:對于未采用雙總線輸出設(shè)計方案的UPS供電系統(tǒng)來說，一旦在輸入電網(wǎng)/UPS輸出端因故出現(xiàn)嚴重過載/短路故障時，就會因斷路器開關(guān)的跳閘時間/熔斷器的熔斷時間高達幾十到幾百毫秒左右、從而導(dǎo)致大于0.02s的瞬間供電中斷故障發(fā)生）。

　　* 串入各種電源干擾→誤碼率增大、邏輯操作錯，從而導(dǎo)致信息網(wǎng)絡(luò)的有效運行速率急劇下降/信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備莫明其妙地死機（網(wǎng)絡(luò)癱瘓）;

　　（2）對于IDC機房用的供電系統(tǒng)來說，當它工作在惡劣運行條件時（例如：在它的電源輸入端出現(xiàn)高能浪涌/頻率突變時; 在其UPS電源輸出端有啟動浪涌電流很大的非線性負載投入時），能否確保UPS供電系統(tǒng)繼續(xù)穩(wěn)定可靠地運行是能否消除網(wǎng)絡(luò)癱瘓故障隱患的重要條件之一。

　　近年來，通過對在國內(nèi)的若干信息網(wǎng)絡(luò)機房用的UPS冗余并機供電系統(tǒng)中所發(fā)生的偶發(fā)性的瞬間供電中斷（瞬間停電時間從幾十毫秒到幾秒數(shù)量級）或長時間停電故障，并進而造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓的事故的分析發(fā)現(xiàn)：它易于發(fā)生在具有下述的弱點/缺點的UPS產(chǎn)品中：

* 某些輸入端無有效輸入過壓保護的UPS;

* 某些采用無輸出隔離變壓器設(shè)計的UPS;

* 某些采用并聯(lián)/串并聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計的UPS;

* 某些在交流旁路上未配置輸入電流檢測功能的UPS;

* 某些片面追求動態(tài)響應(yīng)高指標的UPS。

　　上述事實說明正確地選擇UPS單機產(chǎn)品是配置高品質(zhì)IDC機房用UPS供電系統(tǒng)的技術(shù)前提之一。

　　為確保華為公司的IDC機房能長期安全、可靠地運行，艾默生公司在充分地總結(jié)國內(nèi)外IDC機房運行的成功經(jīng)驗/事故教訓(xùn)的基礎(chǔ)上、為它配置一套性能優(yōu)越、設(shè)計功能完善的端到端的一體化UPS供電系統(tǒng)（它包括從冗余式雙總線輸入電源起到最終IT設(shè)備端所需的雙總線輸出配電柜之間全套供電設(shè)備）。這樣的一體化UPS供電系統(tǒng)可向華為IDC機房長期提供電源可利用率。高達99.99999995%的高品質(zhì)的UPS逆變器電源（年平均的停電時間小于0.15s左右）。

2 IDC機房用的智能化UPS供電系統(tǒng)

　　為華為IDC機房供電的UPS供電系統(tǒng)采用的是具有雙總線輸入、雙總線輸出調(diào)控特性的N+1UPS冗余并機供電設(shè)計方案，其技術(shù)優(yōu)勢為: 它具有提供365天×24h的純凈UPS逆變器電源的連續(xù)供電能力。這是由于我們采用如下設(shè)計周全的系統(tǒng)配置方案：

（a）選用經(jīng)多年運行實踐證明：技術(shù)先進、穩(wěn)定可靠的Hipulse 系列UPS（帶輸出隔離壓器的雙變換、在線式UPS）;

（b）選用N+1型冗余并機系統(tǒng)及閉環(huán)式冗余并機通信技術(shù)，它可大大提高UPS供電系統(tǒng)的容錯功能和供電質(zhì)量。在運行中，即使遇到某臺UPS因故出故障時，IT設(shè)備仍然由UPS的逆變器電源供電;

（c）采用具有雙總線輸入、雙總線輸出的配送電設(shè)計方案，在整個供電系統(tǒng)中、不存在單點瓶頸故障隱患;

（d）允許操作人員在UPS逆變器電源連續(xù)供電的條件下，執(zhí)行安全的不帶電的維護和檢修操作;

（e）由于在UPS供電系統(tǒng)中、采用負載同步控制器（LBS）+ 負載切換開關(guān)（LTM）設(shè)計方案，即使在用戶負載端出現(xiàn)短路故障時、它能在把短路故障的影響限制在最小的范圍之內(nèi)的同時，將未發(fā)生短路故障的其它負載迅捷地切換到另一套正常工作的UPS逆變器電源上，從而確保IT設(shè)備能獲得極高的電源可利用率;

（f）零線對地線的電位很低（小于1V）。

　　華為IDC機房用的UPS供電系統(tǒng)是由以兩套N+1型UPS冗余并機系統(tǒng)為核心所組成的超大型UPS供電系統(tǒng)。正常工作時，它的冗余式供電能力為3800kVA，其最大供電能力高達6000kVA。該系統(tǒng)主要由如下兩部份所組成:（1）2+1 型UPS（800kVA）冗余并機系統(tǒng);（2）1+1 型UPS（600kVA）冗余并機系統(tǒng)。

　　2.1 由兩套2+1型UPS（800kVA）冗余并機系統(tǒng)為核心所構(gòu)成的雙總線輸入、雙總線輸出UPS供電系統(tǒng)負載自動切換開關(guān)+ 負載同步控制器所組成的雙總線輸入，雙總線輸出型UPS冗余供電系統(tǒng)

2.1.1 雙總線輸入式冗余供電系統(tǒng)

　　來自兩臺10kV/380V、輸出功率為3150kVA的輸入變壓器A和B的兩路輸入電源1和2經(jīng)由3個6300A的K1a、K1b和K1c開關(guān)所組成的冗余式自動切換開關(guān)組被分別送到兩套處于互補工作狀態(tài)的2+1型UPS（800kVA）冗余并機系統(tǒng)A和B的輸入開關(guān)柜A和B上。正常供電時，輸入電源1和2分別承擔著向互補式的2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)A和B的優(yōu)先供電電源的任務(wù)。與此同時，輸入電源1和2還分別承擔著向2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)B和A的備用供電電源的任務(wù)。在運行中，如果因故致使優(yōu)先供電電源停電或自動切換開關(guān)K1a/K1b因故脫扣跳閘時，在上述自動切換開關(guān)組的調(diào)控下，自動切換開關(guān)K1c就會按先斷、后通的工作方式將備用電源送到其優(yōu)先供電電源己消失的那套2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)的輸入開關(guān)柜上。顯而易見，通過這樣的雙總線輸入式調(diào)控方式，就能確保后接的2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)、不會因輸入電源出現(xiàn)長時間的停電而導(dǎo)致UPS電源進入因電池電壓過低而自動關(guān)機狀態(tài)的不幸事故發(fā)生。

　　為消除從電源輸入端串入的高能瞬態(tài)浪涌對UPS安全運行所可能造成的危害，在UPS的輸入開關(guān)柜A和B上各配置1個抗浪涌抑制能力為400kA的防雷擊、抗浪涌抑制器。

2.1.2 兩套處于互補工作狀態(tài)的2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)

　　在華為IDC機房中、配置有兩套由800kVA UPS單機所組成的2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)A和B（每臺UPS單機都配置有后備供電時間為10min的電池組）。在專用并機控制板的調(diào)控下，從每臺UPS所輸出的逆變器電源總是處于電壓輸出幅值相同，輸出波形為同頻率和同相位的相互同步跟蹤狀態(tài)之中。此時，來自每套2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)中的3臺800kVA的UPS的輸出電源分別經(jīng)位于第1級輸出配電柜中的各自的1200A的開關(guān)而并聯(lián)輸出。在實際運行中，只要用戶的后接總負載量應(yīng)小于1600kVA。當正常工作時，它不但可確保由3臺UPS單機來平均分擔負載電流。而且，該UPS冗余并機系統(tǒng)的環(huán)流幾乎為零。當某臺UPS因故出故障時，UPS的冗余并機控制系統(tǒng)會自動地執(zhí)行選擇性脫機操作。將有故障的那臺UPS電源從并機輸出的總線中自動脫離出來，由剩下的2臺UPS繼續(xù)向信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供高質(zhì)量的逆變器電源，從而為UPS供電系統(tǒng)獲得必要的容錯功能奠定下堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。由于在Hipulse 系列UPS的并機系統(tǒng)中采用獨特的瞬時值均流并機技術(shù)（它是利用同步頻率母線和均流母線調(diào)控技術(shù)來同時細調(diào)冗余并機系統(tǒng)的環(huán)流和均流的，利用逆向功率檢測電路來準確地執(zhí)行選擇性脫機操作的），從而使得艾默生公司的UPS冗余并機系統(tǒng)具有如下優(yōu)異特性：

　　* UPS并機系統(tǒng)的負載均流的不平衡度很小（小于2%UPS的額定輸出電流，其它公司的同類產(chǎn)品為 5%）;

　　* 存在于各臺UPS之間的環(huán)流趨于零；

　　* 當UPS并機系統(tǒng)在執(zhí)行選擇性脫機操作時，可能出現(xiàn)的瞬間供電中斷時間很短（3～4ms，其它公司的同類產(chǎn)品為10～20ms）。

　　此外，由于在這樣的UPS冗余并機系統(tǒng)中、采用閉環(huán)式雙并機通信電纜的冗余設(shè)計方案，它的平均無故障工作時間（MTBF）高達200多萬小時。

　　為消除可能出現(xiàn)在UPS輸出端的高能瞬態(tài)浪涌對IT設(shè)備的安全運行所可能造成的危害，在UPS冗余并機系統(tǒng)的第一級輸出配電柜A和B上各配置1個抗浪涌抑制能力為100kA的抗浪涌抑制器。

　　為進一步提高整套UPS冗余并機系統(tǒng)的可維護性，盡管在每套2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)中、已內(nèi)置有維修旁路裝置，我們還在每套2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)上各配置1個外置維修旁路開關(guān)（K2a、K2b）。由于在每個外置維修旁路開關(guān)（K2a/K2b）與位于每套2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)中的3臺UPS逆變器之間配置有1套可對3臺UPS逆變器和外置維修旁路開關(guān)同時執(zhí)行機、電互鎖型切換操作的三匙二鎖式的Castell Key切換裝置，就可徹底消除值班人員犯這樣的操作錯誤的可能性（在未對3臺UPS逆變器執(zhí)行轉(zhuǎn)靜態(tài)交流旁路供電切換操作的條件下、將外置維修旁路開關(guān)置于閉合狀態(tài)的錯誤），從而大大提高UPS供電系統(tǒng)的運行可靠性和操作人員執(zhí)行不帶電維修操作的安全性。

2.1.3 冗余式雙總線輸出型供電系統(tǒng)

　　采用冗余式雙總線輸出供電系統(tǒng)的目的是: 消除可能出現(xiàn)在從UPS冗余并機供電系統(tǒng)的輸出端到最終的信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備輸入端之間的各種配送電線路中、所可能存在如下的單點瓶頸故障隱患，從而為關(guān)鍵性的負載能獲得100%的高可利用率的電源供應(yīng)奠定堅實的運行基礎(chǔ)：

　　* 因輸出嚴重過載/短路而引起的位于UPS的輸出配電線路中的保險燒毀，斷路器開關(guān)跳閘故障；在UPS運行后期的維修/施工中，因人為誤操作所造成的開路故障等。相關(guān)統(tǒng)計資料表明：它約占總故障率的80%左右。

　　* 因UPS供電系統(tǒng)或電池組出故障而產(chǎn)生的UPS的輸出停電故障，約占總故障率的10%左右。

　　為增強UPS輸出配送電系統(tǒng)的容錯功能，在華為IDC機房中、配置有由18套負載自動切換開關(guān)（LTM）+負載同步控制器（LBS）為核心所組成的冗余式雙總線輸出型供電系統(tǒng)。

　　（1）負載自動切換開關(guān)（LTM）

　　為消除可能出現(xiàn)在UPS輸出供電系統(tǒng)中的單點瓶頸故障隱患，確保對關(guān)鍵IT設(shè)備的供電連續(xù)性。針對不同的負載，分別采用如下不同的配置設(shè)計方案：

　　（A）對于帶雙輸入電纜的關(guān)鍵性負載（例如服務(wù)器、磁盤陣列機、通信設(shè)備等）而言，從兩套2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)A和B的輸出配電柜所輸出的兩路UPS電源被分別送到這些IT設(shè)備的兩個輸入端上，從而形成它們的雙電源輸入冗余供電系統(tǒng)。

　　（B）對于帶單輸入電纜的關(guān)鍵性負載而言（見圖1），從兩套2+1型UPS冗余并機系統(tǒng)的輸出配電柜A和B送出的兩路逆變器電源、首先被分別送到18套負載自動切換開關(guān)（LTM1...LTM18）的各自的兩個輸入端上。當正常工作時，優(yōu)先供電電源經(jīng)LTM開關(guān)向負載供電。當優(yōu)先供電電源因故出故障時，LTM開關(guān)將會在超快速地切斷優(yōu)先供電電源的供電通道的同時，將備用UPS電源送到用戶的負載的輸入端上，從而確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能源源不斷地獲得高質(zhì)量的逆變器電源的供應(yīng)。在這里需特別說明的是: 艾默生公司的負載自動切換開關(guān)（LTM）由于具有如下優(yōu)異的特性而倍受用戶的青睞：

　　* 配置有獨特的選擇性自動切換調(diào)控功能: 當后接負載因故發(fā)生嚴重過載或短路故障時，LTM開關(guān)不僅能將未發(fā)生短路故障的負載迅捷地切換到備用逆變器電源上。而且，還能有效地消除己發(fā)生短路故障的負載對其它正常工作的負載所可能產(chǎn)生的不利影響，從而將短路故障所可能造成的損失限制在最小的范圍之內(nèi);

　　* 采用超快速的先斷后通方式來執(zhí)行切換操作，切換時間短（4～5ms）。在此需說明的是：用戶是不能選用切換時間為零的LTM開關(guān)的。否則，它會留下短路故障擴大/因切換突變浪涌電流過大，而導(dǎo)致斷路器開關(guān)誤動作的故障隱患;

　　* 具有高達20kA/65kA的抗短路分斷能力，它可確保LTM開關(guān)本身運行的高可靠性。

　　* 內(nèi)置抗瞬態(tài)浪涌抑制器：它能有效抑制LTM開關(guān)在作切換操作時、所可能產(chǎn)生的尖峰干擾對IT設(shè)備的危害。

　　* 內(nèi)置維修旁路: 既可大大提高LTM的可維護性、又能確保用戶的負載始終獲得高質(zhì)量的UPS逆變器電源的供應(yīng)。

　　（2）負載同步控制器（LBS）

　　由于在華為IDC機房中所配置的兩套互為冗余輸出供電關(guān)系的2+1型冗余并機系統(tǒng)A和B的輸入電源是分別來源于兩個相互獨立的輸入變壓器，為確保分別位于這兩套UPS冗余并機供電系統(tǒng)的輸出端之間的各個負載自動切換開關(guān)（LTM）都能安全和可靠地執(zhí)行切換操作，要求從這兩套UPS冗余并機系統(tǒng)所輸出的兩路UPS電源必須時刻處于同頻率和同相位的同步跟蹤狀態(tài)之中。在此條件下，只需將分別來自UPS電源A和UPS電源B的兩路輸出電源送到LTM開關(guān)的兩路輸入端上，再將用戶的各種的關(guān)鍵負載的配電柜（箱）連接到相應(yīng)的LTM開關(guān)的輸出端上，就可確保用戶的關(guān)鍵負載獲得100%的高可利用率的電源供應(yīng)。在這里需說明的是：由于在艾默生公司的同步控制器（LBS）中、采用獨特的冗余式多同步輸入源的調(diào)控設(shè)計方案，在LBS的動態(tài)調(diào)控下、就能確保在下述各種運行條件下、從兩套2+1型冗余并機系統(tǒng)所輸出的兩路電源始終處于高精度的鎖相同步跟蹤的工作狀態(tài)之中。

* 當兩套2+1型冗余并機系統(tǒng)的兩路輸入電源都正常工作時;

* 當兩套2+1型冗余并機系統(tǒng)中的某路輸入電源出故障/停電時;

* 當兩套2+1型冗余并機系統(tǒng)中的兩路輸入電源都同時發(fā)生出故障/停電時;

* 當兩套2+1型冗余并機系統(tǒng)中的某套2+1型冗余并機系統(tǒng)因故進入交流旁路供電狀態(tài)時;

　　此外，艾默生公司所設(shè)計的負載同步控制器（LBS）不僅可應(yīng)用于本公司所生產(chǎn)的UPS產(chǎn)品之間的鎖相同步跟蹤調(diào)控場合。而且，還可應(yīng)用于本公司的UPS產(chǎn)品與其它公司的UPS產(chǎn)品之間的鎖相同步跟蹤調(diào)控場合。

　　2.1.4 集中監(jiān)控系統(tǒng)

　　在IDC機房中是利用Modbus RS485網(wǎng)絡(luò)通信方式來實現(xiàn)對兩套2+1型冗余UPS并機系統(tǒng)（800kVA UPS單機）和1套1+1型冗余UPS并機系統(tǒng)（600kVA UPS單機）的集中監(jiān)控的。利用這種Modbus/Jbus系統(tǒng)就能將對整個UPS供電系統(tǒng)的遠程監(jiān)控操作統(tǒng)一納入IDC機房的智能化樓宇集中監(jiān)控系統(tǒng)中去。按公司的Modbus軟件設(shè)計方案，它可同時監(jiān)控32臺UPS電源。在此配置下，我們就可對UPS供電系統(tǒng)執(zhí)行如下遠程監(jiān)控操作：

1）觀察UPS的各種實時運行參數(shù);

2）調(diào)閱UPS的歷史事件記錄數(shù)據(jù)及各種曾發(fā)生過的故障/報警信息;

3）調(diào)閱電池測試記錄/電池的實時后備供電時間數(shù)據(jù);

4）根據(jù)用戶的不同需求和配置，可通過遠程聲、光報警、BP機、手機、E-mail、網(wǎng)絡(luò)廣播等方式來完成遠程通報報警信息等操作，以便及時通報相關(guān)的值班人員。

2.2 由1+1型UPS（600kVA）冗余并機系統(tǒng)為核心

　　所構(gòu)成的雙總線輸入UPS供電系統(tǒng)

　　由1+1型UPS（600kVA）冗余并機系統(tǒng)為核心所構(gòu)成的雙總線輸入UPS供電系統(tǒng)是由下述部分所組成的：

（a）雙總線輸入式冗余供電系統(tǒng)

　　來自兩臺10kV/380V、輸出功率為2500kVA的輸入變壓器1和2的兩路輸入電源1和2經(jīng)由3個5000A的Q1、Q2和Q3開關(guān)所組成的冗余式自動切換開關(guān)組被分別送到輸出功率為600kVA的UPS-1和UPS-2的輸入開關(guān)柜1和2上。為消除可能從電源輸入端串入的高能瞬態(tài)浪涌，在UPS的輸入開關(guān)柜1和2上各配置1個400kA的防雷擊、抗浪涌抑制器。

（b）1+1型UPS冗余并機系統(tǒng)

　　由兩臺600kVA UPS+兩塊并機控制板+兩條冗余式并機通信線所組成的1+1型UPS冗余并機系統(tǒng)被示于圖2中。為消除可能出現(xiàn)在UPS輸出端的高能瞬態(tài)浪涌對IT設(shè)備的安全運行所可能造成的危害，在UPS的輸出配電柜上配置有1個抗浪涌抑制能力為100kA的抗浪涌抑制器。為提高UPS冗余并機系統(tǒng)的可維護性，除在每臺UPS單機的輸出端各配置1個開關(guān)（Q6、Q7）之外，還為這套UPS并機系統(tǒng)配置一套可對2臺UPS逆變器和維修旁路開關(guān)執(zhí)行機、電互鎖切換操作的一匙二鎖式的Castell Key切換裝置。

3 Hipluse 系列UPS的獨特技術(shù)優(yōu)勢

　　眾所周知：要想讓IDC機房用UPS供電系統(tǒng)能長期穩(wěn)定、可靠地工作的最重要條件之一是選用高品質(zhì)的UPS單機。Hipluse系列UPS除具有雙變換、在線式UPS的所有技術(shù)優(yōu)勢之外，還具有如下突出的技術(shù)特性：

　　* 由于采用帶輸入功率因數(shù)校正功能的整流濾波技術(shù)，不僅可確保整套UPS供電系統(tǒng)的輸入電流諧波分量很小（小于4.5%），（它可確保用戶的輸入電源處于綠色電源運行狀態(tài)）。而且，它的整流器可提供相當于180%UPS單機的額定輸出功率的能源來支持電池充電和逆變器的運行，更加有利于提高UPS的可靠性;

　　* 極強抗輸出短路能力： 290％額定電流，5秒鐘; 這意味著：即使因不慎而造成輸出短路故障時，UPS的輸出電流仍被限制在一個合適的范圍之內(nèi)，而不是無限制地增大，從而為UPS能長期可靠的運行奠定好牢固的基礎(chǔ);

　　* 優(yōu)異的抗電磁干擾性能: 所有的關(guān)鍵控制板（整流器，逆變器，靜態(tài)開關(guān)板）均采用雙層金屬板來進行電磁屏蔽保護，有利于提高UPS的電磁兼容性。

　　* 可自動執(zhí)行同步切換/不同步切換操作: 當UPS電源執(zhí)行市電交流旁路供電逆變器供電切換操作時，可視市電電網(wǎng)頻率波動狀況，自動執(zhí)行同步切換/不同步切換操作。不會出現(xiàn)因不能自動執(zhí)行不同步切換操作而造成UPS輸出長時間停電的弊端。

4 結(jié)論

　　這種IDC機房用智能化UPS供電系統(tǒng)是由以兩套2+1型UPS（800kVA）冗余并機系統(tǒng)和1套1+1型UPS（600kVA）冗余并機系統(tǒng)為核心、采用雙總線輸入、雙總線輸出設(shè)計方案所構(gòu)成的、具世界一流技術(shù)水平的超大型UPS供電系統(tǒng)。正常工作時，它的冗余式供電能力為3800kVA，其最大供電能力高達6000kVA。這種端到端的一體化UPS供電系統(tǒng)不僅可消除各種可能出現(xiàn)的單點瓶頸故障隱患。而且，還具有向位于IDC機房內(nèi)的各種IT設(shè)備連續(xù)提供365×24h高品質(zhì)的UPS逆變器電源的能力、允許機房維護人員在逆變器電源連續(xù)供電的條件下執(zhí)行不帶電的安全維護/維修操作、允許機房值班人員通過智能化樓宇監(jiān)控系統(tǒng)隨時遠程監(jiān)控其運行狀態(tài)及調(diào)閱各種運行參數(shù)/相關(guān)報警信息。此外，它還能確保用戶的輸入電源始終處于綠色電源運行狀態(tài)之中。

----《電信工程技術(shù)與標準化》