N X等于几?【彩民之家论坛9066777】

2019-10-12 02:40 来源:未知

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(八)末端PDU

最初,用户通常选择串连热备份的冗余方式,从技术上要求比较低,参与串联的可以是普通单机,这种方案的缺点是设备老化程度不同、冗余度高≥100%),系统转换可靠度低,不能扩容。随后逐渐出现了1+1并联方案,这种冗余方案以100%设备冗余为代价,使系统拥有了一次容错能力;与单机及串连系统相比,可靠度得到了提高,但系统效率低下不超过75%)。N 1多机并联技术的出现使系统冗余度第一次降到了100%以下,并有能力构成容错性超过一次的N X系统。影响多机并联发展的因素主要是能够参与并机的UPS容量普遍偏大、价格较高,不太适合100KVA以下的中功率用户使用。功率单元容量适中是模块系统的突出特点,这使得容量不足100KVA的用户也有了享受N 1甚至N X级别安全保护的机会。

“1 1”型直接并机冗余供电系统:它是通过将两台具有相同功率UPS的输出置于同幅度、同相位和同频率的状态而直接并联起来。正常工作时,由两台UPS各承担1/2负载电流,万一其中一台UPS出故障时,由剩下的一台UPS来承担全部负载。这种并机系统的平均故障工作时间MTBF是单机UPS的7~8倍,从而大大提高系统的可靠性。

数据中心机房供配电系统主要设备有:UPS、电池、配电柜和柴油发电机等。这些设备单位占地面积、重量大,对于这些设备的摆放位置既要考虑功能上的需求,又要考虑空间和承重的需要,还要考虑对外界的危害。 数据中心机房供电系统应有独立的配电间、变配电所,UPS 电源机房应靠近设备机房(负荷中心)布置,这样能保证从UPS输出到用电设备之间的压降和损耗尽可能的小。

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主机~从机型“热备份”冗余供电系统:其结构形式是将主机UPS的交流旁路连接到从机UPS的逆变器电源输出端,万一主机UPS出故障时,改由从机UPS带载。

(1) 按负荷电流计算;

模块化系统在功率器件技术和制造工艺方面继承了UPS技术发展的成果;在系统架构方面,其以多机并联为基础,不仅实现了系统单元的热插拔,而且更好地处理了系统单元独立运作、相互协作和平稳转换的关系。传统多机并联,因参与并联UPS功率较大,成本较高,故很难应用于中功率段用户。由于模块功率适当,不仅使N 1或N X解决方案对中功率段用户有了现实意义,而且统计数据表明,与传统多机并联不同,多数用户在实际使用当中,处于N X级别的保护之下。N X并联冗余模式构成当今最为可靠的供电解决方案,模块方案使N X安全模式得以普遍应用 。下图为冗余解决方案的对比情况。

单进220V输入)/单出220V输出)

PDU电源分配器和普通电源排插相比,其优点主要表现在设计安排更合理、品质和标准更严格、安全无故障工作时间长、各类漏电、过电过载保护更优秀、插拔动作频繁而不易损坏、热升温小、安装更灵活方便,适合对用电要求很严格的行业客户使用。也从根本上杜绝了普通电源排插的因接触不良、负荷小而造成的频繁断电、烧毁、火灾等安全隐患。

写下这样一个标题,并不是要跟大家分享有关数学的问题,而是有关电源系统的冗余性问题。冗余就是重复的意思,在计算机术语中,冗余是为减少计算机系统或通信系统的故障概率,而对电路或信息的有意重复或部分重复。UPS的基本作用是为负载提供高质量、不间断的电力输出。但遗憾的是作为一种电子设备,UPS本身没有容错能力。传统在线式UPS系统虽然实现了蓄能供电及旁路转换过程的不间断供电,但随着电力需求标准的提高,用户渴望得到更为安全的UPS系统,甚至希望电源系统在故障、维护和维修过程中,负载仍能够得到UPS的全天候保护。

--冗余供电对供电质量要求很高的计算中心、网管中心例如:银行、证券、航宇航中心等),为确保对负载供电的万无一失,常需要采用如下几种具有“容错”功能的冗余供电系统:

数据中心UPS供配电系统一般采用冗余方式供电,很少采用单机供电。冗余方式供电能在一台UPS设备故障时,仍然能够满足机房内重要设备的用电需求,这是单机供电所不能达到的。从冗余式配置方案来看,常用的有以下几种方式:

用户应根据所用设备的负荷量统计值来选择所需的UPS输出功率KVA值),为确保UPS系统的效率和尽可能延长UPS的使用寿命,一般推荐参数是:用户的负载量仅占UPS的输出功率的60%~70%为宜。

当数据中心条件受限制,且市电电源具有较高可靠性时,也可以部分或全部采用移动式发电机组作为自备应急电源。发电机组燃料储备量应根据数据中心等级的要求,结合市电电源可靠性、供油可靠性、消防要求综合决定,一般不宜少于发电机组满负荷运行8小时的用油量。

考虑到用户负载启动时的冲击,一般情况下最佳负载容量应为UPS容量的80%左右。

彩民之家论坛9066777,(一)数据中心电力需求:

多机直接并机冗余供电系统:某些UPS,可以将多台UPS以“N 1”冗余方式直接并机工作。请注意:随着多台并机系统中的N数量增大,并机系统的MTBF值会逐渐下降。

(2)、直接并机冗余UPS供电方式

UPS额定输出容量的选择

双总线供电方式是采用两条总线对后端设备进行供电,每条总线上具有相同的一套UPS供电方式,消除可能出现在UPS输出端与最终用户负载端之间的“单点瓶颈”故障隐患,以提高输出电源供电系统的“容错”功能。此供电方式能够在线维护,在线扩容,在线升级,改善了重要总线的可用性,满足了双电源用电设备的需求,真正实现了7×24×365运行的目标。但是双总线冗余供电方式相当于搭建了两套前述供电方式的回路,需要增加2倍以上的成本。同 时,为满足单电源设备的供电需求,可在输出端安装STS,来保证供电输出的可靠性。

UPS的带载能力是用户选择UPS时首先要考虑的问题,即需要一个多大容量的UPS,被选中的UPS在各种情况下带负载的能力又如何,都是需要认真对待的。UPS不象变压器那样,只要负载功率不超过其额定输出容量kVA)数值,无论什么负载都行,UPS的输出容量不仅与负载大小有关,还与负载的性质有关。合理配置系统容量既可保证UPS的供电质量,降低故障率,又可节省投资,提高经济效益。

UPS 电源主机、配电柜与蓄电池组是否需要分隔,按照数据中心等级的要求决定,另外还需要考虑到UPS属于大型设备,重量比较大,噪声大,需要摆放在一个承重比较好,并且不影响办公和休息环境的地方。配电柜位置的选择,主要考虑功能上的需求,配电柜应在满足功能分区的基础上,尽可能靠近供电负载。发电机房宜设置在地面一层,当发电机房设置于地下层时,应特别注意进、出风通道能否满足要求,应注意发电机组储油装置(日用油箱、储油罐)的消防要求。 变配电所、发电机房、UPS 电源机房均应留有足够的面积,可与设备机房同步发展,应对设备机房面积扩展或设备机房功率密度上升引起的供电需求。于非专门设计用于数据中心的建筑,应注意其是否满足设备安装和线路敷设的要求,包括楼面荷载、净高、抗震等级、耐火等级等方面。

三进380V输入)/单出220V输出)

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三进380V输入)/三出380V输出)

随着数据中心的要求也不断提高,信息设备功能越来越强,功率密度越来越高。数据中心设备机柜用电负荷由以前的2kVA/台,提高到3kVA/台、4kVA/台,甚至更高。机房单位面积的平均用电负荷也由1kVA每平方,提高到1.5kVA每平方、2kVA每平方,甚至更高,数据中心用电负荷的统计应分为两个层次,即:UPS 供电系统负荷(输出)和市电供电系统负荷。

用户应根据所用设备的负荷量统计值来选择所需的UPS输出功率KVA值),为确保UPS系统的效率和尽可能延长UPS的使用寿命,一般推荐参数是:用户的负载量仅占UPS的输出功率的60%~70%为宜。

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--根据用户的不同配送系统,有三种UPS机型可供用户选择

(2) 按负荷功率计算;

电源分配单元(PDU),顾名思义PDU应具备电源的分配或附加管理的功能。电源的分配是指电流及电压和接口的分配,电源管理是指开关控制(包括远程控制)、电路中的各种参数监视、线路切换、承载的限制、电源插口匹配安装、线缆的整理、空间的管理及电涌防护和极性检测。由于数据中心的几乎所有的IT设备都已经或者将要放置在标准机柜内,所以,PDU作为机柜的必备附件也越来越受到相关各方的重视。

(1)模扩大、功率密度增高造成供电总容量的提高。 •单机柜负荷:2kW/台-3kW/台-4kW/台—更高;• 单位面积平均负荷:0.5kva/m2—1kva/m2-1.5kva/m2-2kva/m2—更高;

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总结:

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(1)、热备份式冗余UPS供电方式

UPS配电主要用于计算机设备、服务器、小型机、存储、网络设备、保安监控设备等。UPS 电源系统输出一般采用三级配电方式:系统输出配电柜-机房配电柜-机柜配电单元。 UPS电源系统蓄电池组容量的计算方法有以下两种:

数据中心一般采用柴油发电机组作为自备应急电源,对于大型、高等级数据中心也可以选择可靠性高、输出电源品质好、带非线性负载能力强、体积小、重量轻的大功率燃气轮机发电机组。一般可靠性要求的数据中心宜配置一路自备应急电源,供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS 电源系统、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。

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(3)、双总线冗余供电方式

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UPS供电系统负荷(输出)的统计主要包括:计算机设备、服务器、存储、网络设备、小型机等,在负荷设备明确时,按设备数据统计,具体负荷设备不明确时,按设备机柜平均负荷统计。设备机柜数量也不明确时,可按机房面积平均负荷估计。

(2)可靠性要求——供配电系统的可靠性要求相应提高。 • 供配电系统可靠性:99.00%-99.90%-99.99%—99.999%——更高;

N X等于几?【彩民之家论坛9066777】。市电供电系统负荷(输出)的统计主要包括:UPS 供电系统(输入)、机房精密空调系统、机房照明及建筑电气设备等。UPS供电系统负荷(输入)=供电负荷 充电负荷。机房精密空调系统负荷=N台主用空调机组额定负荷容量×负荷率。

数据中心机房供配电系统是一个交叉的系统,涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等,每个系统互相交叉,互有影响,这就使我们在布置时必须考虑多方面的因素,机房的供配电系统就是这基础工程的心脏和大动脉,供配电系统的稳定,能够保障其它系统发挥作用和核心业务正常运行,下面了解一下机房供电需求及系统的布置方案。

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一般可靠性要求数据中心宜引入两路市电电源,条件受限制时也可引入一路市电电源。引入两路市电电源时,宜为冗余关系,也可作为供电容量扩展关系,每一路市电电源的供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS电源系统、机房精密空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。两路市电电源的供电容量应为全冗余,正常时应同时供电运行,两路电源在负荷设备输入端自动切换。

为克服热备份式冗余供电系统的弱点,随着UPS控制技术的进步,具有相同额定输出功率的UPS可直接并联而形成冗余供电系统,为保证高质量的并机系统,各电源间必须保持同频、同相、且各机均流。此供电方式瞬间过载能力强,能够自动均分功率,系统互为主备,提高供电可靠性,电源系统扩容方便。但是存在着环流,增加无功损耗,降低系统可靠性,需增加额外辅助电路,随之而来是增加成本,增加故障点。设计时,如2台互备,每台按照50%带载能力考虑,并联的主机越多,单台主机的带载能力就越低。

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(四)市电动力配电系统设计

(二)数据中心机房供配电系统需求分析

(六)UPS供配电系统设计

N X等于几?【彩民之家论坛9066777】。数据中心供配电系统是数据中心最重要的基础设施,应在数据中心建设初期予以统筹考虑和全面规划,并根据数据中心对供电可靠性的要求,在供电电源选择、供配电系统布置、供配电系统结构和形式等方面采取相应的技术措施。同时,还应充分运用成熟有效的节能措施,降低供配电系统的损耗。若数据中心中存在不同等级的功能区域,在供配电系统设计中也应区别对待,以减少不必要的建设投资和运营成本。

机房UPS、精密空调电源系统输入应设置专用的输入配电柜。电源系统输入配电柜应引接两路电源、自动切换。UPS 电源主机的主电源和旁路电源应分别引入,并宜由不同的输入配电柜引接。UPS电源系统输出应采用放射式、双回路配电方式。UPS 电源系统输出应采用三相配电,末端分相,以利三相平衡。 机房配电柜、UPS电源柜落地安装,动力配电箱、照明配电箱底边距地1.4m墙上暗装,配电柜及其他电气装置的底座应与建筑楼地面牢靠固定,并接地,机房内应分别设置维修和测试用插座,且有明显区别标志,测试用电源插座应由UPS供电,维修插座由市电供电。所有线路的敷设是要以设备布局和设计图纸为基础进行,设计时考虑供电距离尽量短,机房内的电源线、信号线和通信线应分别铺设,不能共走同一线槽,UPS电源配电箱(柜)引出的配电线路,穿镀锌钢管,沿机房活动地板下敷设至各排网络或服务器机柜,使用插座或工业连接器为机柜供电。

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【编辑推荐】

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市电动力配电柜一般采用放射式配电直接配至各用电设备或电箱,机房内所有动力配电线缆必须设计桥架或钢管敷设,市电动力配电柜具有火警联动保护功能,出现火警时可与消防系统联动及时切断电源,动力配电柜、照明箱内的开关和主要元器件应设置有效的防雷措施。

(五)自备应急电源系统设计

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(三)数据中心机房供配电系统的布置

前言:

市电动力配电主要用于供给机房精密空调设备、普通照明和给排风、维修插座、一般动力、UPS设备等。市电动力配电一般由大楼总配电柜馈出的动力供配电系统,采用50Hz交电,380/220V三相五线电源,TN-S接地方式,零线和地线分开设置且零地线之间电压小于1V。

主机带负载,备机空载或带非重要负载,备机接入主机的BYPASS(旁路)输入端。这种方式布置比较灵活,不需要两台UPS同品牌,而且不要增加额外辅助电路,不增加购置成本。如果UPS主机发生了故障,那么UPS备机必须接替全部负载,这也就意味着设计时必须计算好UPS主机故障时,UPS备机所需承担的总负载。此方式的缺陷在于UPS备机得具有阶跃性负载承载能力,无法对电源系统进行扩容,两台容 量不同的UPS相联,只能按最小的UPS容量输出。

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按负荷电流计算的结果是蓄电池组的总容量,然后再选择单组蓄电池的容量和组数。按负荷功率计算的结果是选定容量规格的蓄电池组数。两种计算方法的结果可互相校验。 对于单电源输入设备,即使已采用双单元冗余UPS 电源系统,也宜将其连接在其中一个单元上。对于双单元冗余UPS电源系统,可将其每个单元中的部分容量视为并联冗余性质。对于需要双回路供电的单电源输入设备,宜在其输入端设置静态转换开关STS。静态转换开关STS 的性能应能满足其要求,一般转换时间小于5~10ms。 当负荷设备对零-地电压要求较高时,可在机房配电柜设置隔离变压器。有时候,为保证UPS故障旁路后输出高质量电源,往往在UPS旁路输出端设置隔离变压器。

(七)供配电设备的安装和线路敷设

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