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    解決方案

    雙總線(N+1)方案概述

    發布日期:2015-09-09 作者: 南昌穎頓科技有限公司 瀏覽次數:900

    ?應用領域:

    ■通信系統;

    ■金融系統;

    ■工業自動化系統;

    ■互聯網數據中心(IDC);

    ■多媒體數據中心(MDC);

    ■其他重要負載系統。


    ?方案特點:

    ■具有高可用性:雙總線(N+1)系統能完善地解決UPS系統的可維護性問題;

    ■具有高容錯功能:沒有“瓶頸故障"點,即在整個UPS供電系統中,在任何節點均不存在瓶頸故障隱患;

    ■具有高抗干擾性:無論來自市電或UPS供電本身的“電源干擾"盡可能地被消除,包括傳導干擾與輻射干擾。


    ?雙總線(N+1)方案概述:

    互 聯網數據中心(IDC)和多媒體數據中心(MDC)是高速互聯網的調控中心。用戶對它們所承擔的對信息資源(數據、語音和圖像信息)的遠程處理、存儲和轉 送的“時效性"要求高。哪怕是僅幾秒鐘的“停機"均會給整個互聯網的運行和用戶的生產經營帶來無法估量的損失。嚴重時,甚至會造成社會和經濟生活的 嚴重癱瘓。因此,IDC須向用戶提供365×24h連續不斷的高速、信息資源增值服務。為達此目的,從設計原則上講,承擔著向IDC機房供 電任務的整個電源系統都須采用具有“容錯"功能的冗余式的供電方案,以保無論是在市電電網出故障時或是在某臺“雙變換、在線式UPS電源"的逆變 器發生故障時,還是在進行日常維護/檢修操作時或因故致使保險絲燒毀/斷路器開關“跳閘"時,互聯設備均應由“在線式UPS"的逆變器電源來供電,而不應 進入由普通的市電電源/應急備用發電機組經UPS的交流旁路來供電的狀態。這是因為只有“在線式UPS"的逆變器電源才有可能向用戶的負載提供同時具有穩 壓、無頻率“突變",無干擾和波形失真度小的高質量正弦波電源。對于包括后備式UPS,在線互動式UPS在內的“非在線式UPS"來說,它們主要對輸入 電源的電壓進行調整,對輸入電壓的頻率波動,各種電源干擾和電壓失真度并無“實質性"的改善。這就意味著,在整個供電系統中,不應存在單點“瓶頸"故障隱 患。為此,應盡可能地配置具有“容錯"功能的UPS冗余供電系統。也就是說,在這種UPS供電系統的運行中,即使遇到某些“部件"偶然發生“故障" 時,整個UPS供電系統須仍能正常工作。

    根據當今UPS產業的技術發展水平,以選用具有“雙總線輸入"和“雙總線輸出"供電功能的UPS冗余供電系統為宜。它是由如下幾部分供電系統所構成的:


    1)雙總線輸入供電系統

    雙 總線輸入供電系統基本配置為:由市電輸入電源+備用發電機組+“自動切換"控制柜+輸入配電柜。自動切換控制系統時刻監視著各種輸入電源的實時運行狀態, 并??偸菍⑵渲幸宦冯娫此偷経PS的輸入端。對于某些重要的IDC機房而言,其“應急發電機"電源實際上是一套由多臺柴油發電機+發電機并機控 制柜所組成的冗余式發電機供電系統。為保后接的“N+1"型UPS冗余供電系統能運行,須重視位于上述冗余輸入電源供電系統中的各 種設備之間的“技術兼容性"和“切換參數"的正確設置。


    2)雙總線輸出配電系統

    為了消除可能出現在UPS并機系統輸出端與用戶端 之間的“單點瓶頸"故障隱患,有必要配置UPS的雙總線輸出配電系統。其基本配置是由“N+1"型UPS冗余供電系統(優選“1+1"或“2+1"型并機 供電方案)+輸出配電柜+負載自動切換開關(LTS)所組成的UPS輸出供電系統。對于某些要求高的場所,還應配置由負載同步控制器(LBS)+兩套 “N+1"型UPS冗余供電系統所組成的具有高“容錯"功能的供電系統。鑒于目前在IDC機房中所用的服務器和磁盤陣列機等產品中有(30~50)%為 采用“雙電源輸入供電"體制的產品,對于這些設備,可以直接將分別來自兩套“N+1"型并機系統的電源連接到這種“雙電源輸入設備"的兩個輸入端上。對于 采用“單電源輸入供電"方式的關鍵負載,則是將分別來自兩套“N+1"型并機系統的電源先連接到“負載自動切換開關"(常見的是STS型的靜態開關和 SS型的切換開關)的兩個輸入端上,然后再將用戶的關鍵設備連接到“負載自動切換開關"的輸出端上。


    為使UPS并機供電系統具有必要的“容錯"功能,要求用戶的大負載量不應超過N臺UPS單機的總輸出功率。當UPS并 機系統正常工作時,由“N+1"臺UPS單機來平均分擔負載電流。當某臺UPS出故障時,發生故障的那臺UPS通過執行“選擇性跳閘"操作而自動脫機,此 時,由剩下的N臺UPS繼續為用戶提供高質量的逆變器電源。

    隨著位于UPS冗余系統中的UPS單機數量的增加,它不但會造成整套UPS冗余并機供 電系統逐漸地下降,而且還會導致整套UPS冗余并機系統的“輸出功率的余量"也逐漸地減小(這意味著:UPS并機系統的抗輸出過載能力也在逐漸地 降低)。因此,從應用技術的角度看,用戶應盡量地選用“1+1"型或“2+1"型UPS冗余供電系統。

    ?選配同IDC的集中監控系統“兼容性"好的UPS冗余供電系統

    為 了滿足信息網絡對IDC和MDC機房實現無人或少人值守管理和遠程集中監控的需求,從而提高對UPS供電系統的“可管理性",對互聯網數據中心來說,除本 身應配置對它的IT設備進行實時監控的網絡管理系統之外,還應建立一套對“非IT設備"的集中監控體系,以便對諸如空調機、配電柜、電池組、發電機 組、漏水警報、消防系統等設備的運行情況進行實時的監控和分析。為此,要求所選用的UPS冗余供電系統應配置有如下通信接口:

    1)在UPS上配置RS232/RS485接口,Modem或SNMP適配器;

    2)用于顯示UPS的工作狀態/報警信息的“繼電器干接點"型的輸出通信接口;

    3)“用戶自定義"輸入信號(門禁、煙霧、溫度、濕度等報警信號)的“繼電器干接點"型的輸入通信接口;

    4)對各種“非IT設備"配置必要的數據采集器;

    5)配置相應的集中監控和管理軟件包或通信協議。

    利用上述的輸入/輸出通信接口和相應的電源管理軟件或用戶現有的網管集中監控系統,就可以組成所謂的智能化IDC和MDC機房的集中監控系統。在這樣的網管系統中,可實現的主要調控功能有:

    1)調閱在UPS的LED/LCD顯示屏上所能觀察到的UPS的實時運行參數(例如:輸入/輸出電壓、電流、頻率、有功功率/視在功率、功率因數及電池組的充放電電壓/電流等參數);

    2)“互聯網數據中心"所用的各種“機房環境調控設備"的“運行大事記"(自各種設備開機以來,按時序排列的,曾出現過的故障/報警/用戶所執行過的操作等信息);

    3)萬一發生故障時,執行網絡廣播報警(彈出報警窗口),電話或手機的自動撥號、自動傳呼或發E-Mail等操作,以便通知值班人員及時到現場排除故障或維修;

    4)對UPS的備用電池組執行可編程的電池容量“自測試"操作,如果發現電池的“實有容量(Ah)"偏低時,還應自動發出“電池需要更換"的預報警信號;

    5)將“用戶的自定義"報警信號(例如:溫度/濕度、門禁、消防等報警信號)經UPS的輸入通信接口被納入IDC機房或智能化樓宇的統一的集中監控系統;

    6)由IDC和MDC的主管當局所指定的人員,根據不同的授權權限,分級“重新調整"/設置各種相應設備的運行參數或執行遠程的故障分析/診斷操作。


    ?雙總線(N+1)方案圖:

    供電原理圖:

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