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UPS冗余并联与双总线连接供电方案

时间:12-16 来源:互联网 点击:

  
  这个电路结构的特点在于每台UPS有两个输入开关,一个普通断路器和一个ATS转换开关。普通断路器供UPS主电路应用,ATS供两台UPS的旁路用电,这样一来从输入开关上就加了一层冗余,即使其中一路市电故障断电,仍能保证双电源设备的双路供电。这里只用了一个STS为单电源设备供电,与双UPS并联冗余相比,增加设备不多。如果采用分散小型STS结构方案,功耗、价格和占地面积还可降低。
  
  (b)是双开关三单机双总线冗余结构

  
  从前面的分析可知,当一路市电故障(比如市电1)断电时,断电这一路UPS1的输出就是通过ATS送过来的市电,这样一来,双电源设备的两个输入就有一路是市电,有可能引入干扰。为此可用第三台UPS来代替图(a)中的市电,如图所示,此结构同时也具有了串联热备份的功能。

  (c)为多机双总线同一冗余结构方案

  
  在多机双总线的情况下,除去前面的冗余方案外,还可采用该图的结构方式。以后双电源的设备越来越多,不用大型STS的双总线结构越来越多。那时双总线与并联冗余的设备量就非常接近了,甚至相同。
  
  3.采用双总线进一步的节能方案
  
  对于一个大的信息中心机房而言无疑有大量的设备,但核心机器只是一部分而不是全部;即使是核心机器,这些机器的功率容量一般不会很大,当然刀片服务器的情况除外,这样一来就给供电方案的节能措施提供了方便。
  
  对于那些不是重点的机器可直接由双总线的一路提供就可以了,如果仅对那些重点的机器供电进行多重保护的话,就可节约相当大的一部分能量。这里不妨介绍一个实际的例子:某系统配置了600kVA×2作1+1冗余的UPS,本来作1+1冗余直接并联即可满足可靠性和容量要求,但在实际方案中却给出了如图13(a)的电路结构。这里两台600kVAUPS分成两路后分别送到10台60kVA容量的STS上,该10台STS各带自己的负载。开始有UPS1供电,一旦UPS1故障,STS就可以自动将UPS2切入来替换UPS1,以达到双电源冗余供电的目的。从前面的讨论中可以看出,在这里的可靠性与容量并未发生矛盾,两个单台UPS在容量上尚有极大的空间,如果不直接并联冗余首先就丢失了双倍过载能力的优点,直接隐患就是多了一个故障点。在过载能力上就走到串连热备份的路子上去了。并暴露出了如下的问题:

  
  (1)增加了功率损耗
  
  为了有一个量的概念,拟作如下计算,以满负荷为例,首先计算出UPS的输出电流:I=600kVA/220V=2727A
  
  静态开关是由三个PN结的可控硅构成,导通压降设为U=1.5V,于是在这些可控硅管上的消耗功率就是:
  
  P=IU=2727A×1.5V?4091W
  
  每年消耗能量:Q=4091W×8765h?35857kWh=35857度
  
  即每年仅仅STS就消耗掉35857度电能,有资料显示每kWh电的煤燃烧后可向大气中排放2.72kg的二氧化碳,35857度电的煤就向大气中排放35857×2.72kg=97531kg的二氧化碳。如果采用图12(b)的电路结构方案,就可将这些功率节约下来,将煤省下来,将二氧化碳的排放量降下来。
  
  (2)增加了投资
  
  按照当时用户的反映说,每台60kVA的STS价格为50万元人民币,10台就是500万元。采用了图13(b)的电路结构方案后,每台msts仅3000元,即使100台也才30万元,何况用量不足100台。该项投资不到原设计的十分之一,节约了投资。
  
  (3)增加了占地面积
  
  10台60kVA的STS按照Cyberex公司的介绍其占地面积S=(61cm×76cm)×10=4636cm2,近5m2。考虑到柜子不是放在一起,至少一面要预留出活动的空间,所以占地面积约10m2,这就是一个小机房的面积。而当时的msts(minists)仅有1U的高度,可以放到19?的标准机柜中,一般可不另外放置,直接放到IT机柜内即可,即使另外放置,最多占两个柜子的面积,不到1平方米。

  
  对于刀片服务器而言也可用此方案,因为一般刀片服务器一组合模块为单位,即使一个IT机柜可达到20kW或更多,但一个组合并不是这么多,更何况现在已经出现了针对刀片服务器的模块UPS电源,可与刀片服务器放在一起,这就给使用节能的msts提供了更大的空间。如图13所示就是刀片服务器电源与msts的连接示意图。

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