IT机房电源改造方案建议

德地氏化工设备（无锡）有限公司机房电源系统改造建议方案

无锡维同电子科技有限公司

2014-4-25

1、机房电源系统改造技术方案

1.1、方案概述

机房电源系统为生产、信息中心所用，将24小时连续运行，因此不得断电。必须提供高质量的不间断电源系统来保证工作正常。

UPS系统应该是一个能够消除公共电网中各种干扰问题的365天7×24小时不间断连续向数据中心数据处理设备提供高质量电力供应的UPS系统。UPS系统的配置必须满足最高可用性，最高可维护性，没有单点故障的系统与结构的配置。同时，结构上还应该考虑系统的可扩充性，满足实际应用中设备分阶段投入和今后可能的进一步发展的需要。

UPS系统同时向负载供电，任何一个UPS机组输出出现事故（输出线路上的短路事故，线路保护部件的误动作，维护人员的误操作，UPS设备的故障等）另外一个UPS机组输出不受影响。计算机系统中的双电源输入设备的电力供应由于上述的系统性的冗余手段得到了最高程度的保障。

客户现场情况：已有一台GALAXY PW系列30KVA UPS，双市电电源输入，主要负载为机房内设备，实际总负载约10KVA，机房内双电源负载设备接在同一路电源上，设备双电源冗余毫无意义，后备12V65AH电池一组，后备延时无法满足实际需要。

方案建议：新添一台施耐德GALAXY3500系列30KVA UPS（配置10KVA负载时可延时4小时的后备64节MOERLI12V120AH电池）与原有UPS（更换原有后备电池，配置10KVA负载时可延时4小时的后备66节MOERLI12V120AH电池）组成双路冗余输出供电系统，UPS前端采用双市电电源+发电机备用输入方式，并设计使用外置维修旁路开关，以防UPS系统故障时可隔离UPS本体而不影响后端负载的正常工作，确保UPS运行的安全性和连续性。由于原有至机房的电源线路只有一路，为保证此方案的实施，必须由配电房重新布置一路YJV5*16电缆经由配电房与机房之间的柏油路至机房配电，再由机房配电分别用RVV3*4电源线与机柜PDU用工业连接器进行可靠连接。分清双电源设备，分别连接在2路UPS输出电源上，以使双电源设备达到真正的冗余作用，单电源负载设备前端由2台UPS

采用APC双电源切换设备进行冗余保护，保证了单电源设备的连续可用性。1.2、容量设计要求

1.3、系统设计

德地氏化工信息中心机房，要确保UPS供电系统负载长期的可靠性和安全性，根据与客户的交流及客户UPS系统的技术要求，我公司经过认真研究和讨论，推荐由法国施耐德公司开发和生产的 GALAXY3500系列UPS与原有UPS组成双路冗余输出供电系统。

为了达到高系统可靠性，Galaxy 3500 UPS采用了全数字化分布式控制技术，特别的柔性母排连接工艺，关键部件的降额设计应用。

为了达到高系统维护性，Galaxy 3500 UPS采用了完全的部件模块化设计。所有关键节点的状态和物理量都能够通过数据上传的手段进行采集，所有主要的控制电路板都是标准化设计，更换控制电路板只需要根据具体配置情况下载有关数据就能够完成。大大提高了MTBF，降低了MTTR。

Galaxy 3500系列UPS是梅兰日兰公司推出的多台DC母线并联运行版本和多台模块化直接并联运行版本。该UPS融合了世界上最先进的控制技术，采用IGBT（绝缘栅双极形晶体管）作为大功率逆变器件，全数字微机控制系统，加上先进的电流自适应控制理论和梅兰日兰公司多项专利技术的应用，使得Galaxy 3500系列UPS一出现即成为三相大容量UPS产品中的佼佼者，其各方面的性能指标均优于目前市场上的其它同类产品，在大容量UPS市场中占有领导地位。目前广泛应用于国内各大银行、广播电视、邮电通信、航空航天、国防、各大厂矿企业等重要领域。

Galaxy 3500 UPS单机的组成

◆UPS系统中的单机UPS模块框图如下图所示：

1.4、并机系统工作方式

系统采用2台MGE Galaxy3500 1+1冗余并机总线供电方式。

系统框图如下：

◆MGE Galaxy3500 并机系统图

UPS电源系统采取分立旁路的在线式UPS并机运行方式，正常运行时每台UPS平均分担负荷，输出无环流，任何一台UPS均能成为主逻辑设备，在一台设备故障或维修的情况下，该UPS能自动脱离并联系统并实现1台UPS自动关机，另一台可自动全部带上负荷，确保供电的不间断。可以做到在系统并联运行中将任一台UPS退出和将其重新并入并机系统，该过程不会中断对设备的供电，也不会转向旁路供电。同时该并联UPS系统也可做到将每台UPS分开单独使用，达到供电系统的灵活、方便。

并机系统具有扩充的余地，根据广电台各种业务的不断增加，可以为计算机系统供电的UPS系统均能做到再增加UPS的可能，即该并机系统具备4台UPS 并机的能力。

2、MGE Galaxy3500系列产品技术参数表

工业UPS的高可靠性定位

我们通常见到的，是商业UPS，它应用在良好的机房环境下，对电网环境、

物理环境（温度、湿度、特别是对通风的洁净度）、负载性质（计算机类负载）有较严格要求。工业UPS则要求在工业环境下可以使用。

而工业环境通常很难保证稳定的温度、湿度，空气粉尘量较大；供电线路的浪涌冲击、峰值下陷等不良情况更为严重；同时负载多包括电感性（电感、变压器等）负载、电容性负载、波动和高峰值冲击性负载等。

因此，工业UPS处于

（1）更恶劣的物理环境

（2）更恶劣的供电环境

（3）更恶劣的负载环境。所以，工业UPS需要远远高于商业UPS的性能表现。

UPS是供电系统中可靠性最薄弱的环节。通常的供电和UPS系统，以“可用性”来衡量，即可用性＝MTBF / (MTBF＋MTTR）。那么提高可用性的方法可分为

（1）从设备结构和系统配置入手，包括系统采用冗余结构、模块化结构、以及先进的管理技术

（2）提高UPS自身的可靠性

（3）提高物理环境适应能力。而工业UPS恰恰这些特别是后两方面给予极大的考虑。

象提高物理适应能力，包括了环境温度、环境湿度、振动冲击、海拔高度、环境抗雷击能力等等方面的提升。而提高负载和供电环境适应能力，包括了AC－AC效率、输出电流峰值系数、输出电流浪涌系数（启动）、输出过载能力、输出功率因数、三相负载不平衡能力……

综上，我们得出一个基本结论：“工业UPS＞商业UPS”。AIS的可靠性也远远高于普通商业UPS。

面向工业应用的重载设计

选用工业级或军用级元器件，以提供更大的耐压余量、更大的电流余量、更大的热容量、更大的工作温度余量。

为适应恶劣的供电环境，对机内逻辑电路和通讯电路有严格的绝缘和屏蔽措施、强抗干扰能力、更高级别的电磁兼容性设计。