互联网数据中心(IDC)和多媒体数据中心(MDC)是高速互联网的调控中心。用户对它们所承担的对信息资源(数据、语音和图像信息)的远程处理、存储和转送的“时效性”要求极高。哪怕是仅几秒钟的“停机”均会给整个互联网的安全运行和用户的生产经营带来无法估量的损失。严重时,甚至会造成社会和经济生活的严重瘫痪。因此,IDC必须向用户提供365×24h连续不断的高速、安全和可靠的信息资源增值服务。为达此目的,从设计原则上讲,承担着向IDC机房供电任务的整个电源系统都必须采用具有高度“容错”功能的冗余式的供电方案,以确保无论是在市电电网出故障时或是在任何模块(包括系统控制模块)发生故障时,还是在进行日常维护/检修操作时或因故致使保险丝烧毁/断路器开关“跳闸”时,互联设备均应由“在线式UPS”的逆变器电源来供电,而不应进入由普通的市电电源/应急备用发电机组经UPS的交流旁路来供电的状态。这是因为只有“在线式UPS”的逆变器电源才有可能向用户的负载提供同时具有稳压、无频率“突变”,无干扰和波形失真度小的高质量正弦波电源。对于包括后备式UPS,在线互动式UPS在内的“非在线式UPS”来说,它们主要对输入电源的电压进行调整,对输入电压的频率波动,各种电源干扰和电压失真度并无“实质性”的改善。这就意味着,在整个供电系统中,不应存在单点“瓶颈”故障隐患。为此,应尽可能地配置具有高度“容错”功能的UPS冗余供电系统。也就是说,在这种UPS供电系统的运行中,即使遇到某些“部件”偶然发生“故障”时,整个UPS供电系统必须仍能正常工作。
为此,应尽可能地配置具有高度“容错”功能的UPS冗余供电系统。也就是说,在这种UPS供电系统的运行中,即使遇到某些“部件”偶然发生“故障”时,整个UPS供电系统必须仍能正常工作。
相对于传统意义上的UPS,在双总线系统中采用模块化(N+X)UPS配置具有更高的优势。在行业用户的信息网络供电系统建设中,经常会对UPS的容量产生错误的、或是过低或是过高的预计,其结果可能会导致采购成本过高、无法满足负载需要或造成资源、空间及能源浪费等情况。模块化(N+X)通过可扩充的模块结构有效的解决了这一问题。
模块化UPS已被认为是UPS的发展趋势之一,因为通信用直流电源的高频模块化为UPS模块化树立了很好的榜样,模块化电源不仅在性能指标上有很大的改善,而且在可靠性、可维护性以及智能化方面更有划时代的提高,具体表现在如下几个特点:
●高扩展性:
模块化UPS电源解决方案不仅是一个为用户提供保护,而且还是一个可扩充的解决方案,可任意在线投入或退出模块单元,帮助用户在线维护、扩容,满足了后期设备的随需扩展。
1、负载增大不需要更换整机,只需增加模块数量即可轻松扩容;
2、降低设备初期购置成本和后期扩容、维护成本。
●高可靠性:
UPS的可靠性=提高单机平均无故障时间+冗余,因此UPS供电系统采用冗余技术,消除系统中的单点故障瓶颈,是目前UPS系统提高供电可靠性的主要方式。
1、系统中的所有功率模块平均分配负载功率;
2、任何模块发生故障,其余模块均会自动分担其负载,保障系统正常运行;
3、所有模块均具备独立运行能力,无需系统控制器对并联系统自动控制;
4、当负载增加时自动降低冗余量,保持系统正常运行;
5、可按需要构成N+1至N+X的冗余系统;
6、可实现N次冗余。
模块化UPS源于全方位技术突破:
模块化UPS的出现是对传统UPS运行模式的一次革命,它全面提升了UPS的可靠性。
●高可用性:
可用性=MTBF/(MTBF+MTTR)
MTBF=平均无故障时间
MTTR=平均修复时间
单机UPS的可用性=200,000/(200,000+120)×100%=99,940%
模块UPS的可用性=700,000/(700,000+5)×100%=99,999%
1、单个模块出现故障不影响系统正常运行,无需停机等待修复因此用户不会因为UPS模块故障而造成损失
2、技术人员在现场无需排除故障点,直接更换模块即可,如用户有备品可自行维护;
3、平均修复时间由8小时降至在线状态下5分钟修复;
4、简化备品、备件设备,减低用户使用成本及服务合同价格;
5、当监控模块失效时,UPS仍保持正常输出,不转旁路;
6、用户可随时对系统进行维护,无须等到大修时再检修,降低故障隐患;
7、呈现较高的可靠度及稳定性,确保负载得到有效的保护。
较高的可用性凸显电源系统所具备的完善保护功能和安全使用能力,确保系统本身和用户设施负载保护时间成倍提升。
● 高可维护性:
UPS模块、静态开关模块、显示通讯模块均可在线热插拔,方便安全;
维护、维修无需转旁路,使负载得到更多的保护时间;
实现在线扩容或增加冗余量。
● 高效节能:
模块化UPS输入谐波失真低于3%,功率因数可高达0.99,整机效率大于95%,平均无故障运行时间高达70万小时,能够有效减轻电网负荷,实现UPS电源输入的高效节能;整机效率高、发热量小,运行损耗小,能大大提高电能利用率,实现节能省电。
节能减排在当今已成为基本国策,节约能源已成为企业发展和竞争的需要。节电也是节能的一种体现,模块化UPS相比传统UPS设备在节电方面显得更为突出。
我们以上面的案例数据为依据,通过1年节电费用做比较,同样对高效节能进行比较,具体数据如下表:
以上是按满载情况下,单台UPS比较得出模块化UPS每年节电约7万元,如果以初建时负载率特别低的实际情况比较,节电效果将会更加明显。
● 高效投资性:
UPS实际运行效率≥95%;
很小的占地面积2000(H)×600(W) ×800(D)mm;
采用模块化UPS后,电源和空调的节能效果可达25%以上,与传统机型相比占用机房空间和空调容量有绝对优势,节能效果显著。
● 高效率、无污染、低能耗:
用户在投资上更加关注业务发展对环境的适应能力以及对生态环境的影响,在注重经济效益的同时,更加关注用户所承担的社会责任。
高效率:整机效率≥95%,逆变效率≥97%,热损耗小;
无污染:输入总谐波THDI≤3%,输入功率因数=0.999,有效减小对电网的谐波电流干扰,有效减少噪声污染;
低能耗:高效率可有效降低热损耗-节能
低THDI可减小谐波电流带来的无功耗能-节能
● 绿色屏障:
模块化UPS符合行业的电磁兼容特性测试标准,包括传导干扰、辐射干扰、传导抗扰性、电源跌落、群脉冲、静电放电、浪涌等专项内容,优异的电磁兼容特性不仅可以滤除各种电网干扰,同时能够有效降低和消除UPS自身产生的干扰,保证为设备提供高质量电源,尤其适合于通信、金融、生产流水线控制系统、电子政务关键性设备区域的专业应用。
● 模块化UPS与传统UPS的综合比较: