1 概述

    為保證數(shù)據(jù)中心機房內所有設備24 小時不間斷優(yōu)質供電，數(shù)據(jù)中心機房供電系統(tǒng)亦采用兩路在線式UPS供電（每路均為1+1并聯(lián)冗余配置，提高供電系統(tǒng)的冗錯性和可靠性），UPS采用中文操作界面，本文章擬定大型數(shù)據(jù)中心用戶，設備用電功率設計為400kVA，實現(xiàn)獨立的雙總線供電方案，提高供電的可靠性、容錯性，滿足GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》A級機房電源設計標準。

2  臺達UPS電源解決方案

    配置臺達GES-NT400K 雙變換純在線式工頻級UPS 4臺，組成兩套“1+1”并聯(lián)冗余的雙總線供電方案,為數(shù)據(jù)中心機房負載設備提供24小時不間斷的完全獨立的雙回路的優(yōu)質、純凈電源供電。

    GES-NT400K UPS 2路“1+1”并聯(lián)冗余的雙總線供電方案具有高可靠性、可用性及安全性，并機系統(tǒng)采用先進的獨特分布式邏輯控制方式，直接并機，并機無須外加并聯(lián)卡或并機控制柜，且并機通信信號線采用環(huán)形回路設計，大大地提高了并機系統(tǒng)的可靠性；NT400K UPS支持在線并機擴展系統(tǒng)，即無須關閉原UPS供電系統(tǒng)，在線將預將并入正常工作的UPS系統(tǒng)中，整并機擴容平滑、安全。

    并機采用共用電池組方案，可以節(jié)省大量的安裝空間，提高電池的利用效率，減少地安裝地板承重需求。當其中一臺UPS故障退出并聯(lián)系統(tǒng)后，仍能保證滿載后備時間滿足原配置（而傳統(tǒng)UPS并機無共用電池組功能時，當其中一臺UPS故障時，它所配置的電池組也相應地退出了并機系統(tǒng)，此時導致后備時間縮短一半）。通過共用電池功能，還可以減少電池污染的排放和節(jié)省安裝空間等資源。　　　　

2.1  共用電池功能主要優(yōu)勢

⑴ 節(jié)省購買電池的資金投資

    系統(tǒng)冗余量占系統(tǒng)總容量的百分之幾，就能節(jié)省電池總投資的百分之幾。在電池價格飛漲的今天，能夠節(jié)省的這筆費用是相當可觀的。同時，電池數(shù)量減少了，相應的搬運、安裝等投資也會跟著減少。

⑵ 節(jié)省安裝空間投資

    大批量的電池所占用的安裝空間也是很大的，減少了電池數(shù)量,也就成比例地減少了安裝空間方面的投資。同時也就減少了房租、裝修費、空調配置等方面的投資。

⑶ 節(jié)省承重方面的投資

     電池組是很重的，為了解決樓層承重問題，一般會擴大電池的放置面積或者制做承重支架。如果減少了電池數(shù)量，這方面的投資就會相應地省去。

⑷ 節(jié)省運營成本投資

    電池數(shù)量少了，系統(tǒng)本身以及房間空調所消耗的電能也就少了，需要投入的維護成本也少了，同時還會更加環(huán)保。

⑸ 系統(tǒng)擴容比較方便

    對于共享電池組的UPS系統(tǒng)，日后擴容時可以不增加電池，如果現(xiàn)有電池組的后備時間還夠用，直接增加UPS主機就行了。擴容會變得非常簡單、方便、節(jié)省資金。

    GES-NT400K UPS具有內置同步控制電路（LBS），系統(tǒng)采用雙總線供電方案時，無須再購買同步控制器/或同步控制柜，可節(jié)省大量的系統(tǒng)投資成本。

　2.2  臺達NT系列UPS內置同步控制器（LBS）的功能及優(yōu)點

⑴ 集成在主控制板中，無須增加外置同步控制柜/模塊，減少外部電路，技術更先進，大大提高了系統(tǒng)的可靠度；

⑵ 安裝調試簡單、方便，無須復雜的接線；

⑶ 可以實現(xiàn)2路“3＋1”并聯(lián)冗余的雙總線方案，擴容簡便、適用性強；

⑷ 同步控制線采用1＋1冗余通訊線，即使斷掉其中1根對雙總線系統(tǒng)無任何影響，高可靠性；

⑸ 提高了UPS系統(tǒng)的性價比，內置同步控制器功能，可為用戶節(jié)省大量的系統(tǒng)擴容資金。

供電系統(tǒng)方案和配置

   GES-NT1400K UPS 2路“1+1”并聯(lián)冗余雙總線供電解決方案系統(tǒng)配置如圖1所示。

    UPS電源設備配置見表1。

圖1 臺達NT400K完全獨立的雙總線供電系統(tǒng)框架示意圖

表1 UPS電源設備配置

    并機共用電池組電池開關柜原理圖見圖2。QF2設計為電池聯(lián)絡開關，實現(xiàn)并機系統(tǒng)共用電池供電方案與獨立電池供電方案靈活選擇。

                 圖2 并機共用電池組電池開關柜原理圖

可靠性比較  

系統(tǒng)是由N個子系統(tǒng)并聯(lián)構成的一個冗余系統(tǒng)(并聯(lián)方式)，系統(tǒng)中有任何一個子系統(tǒng)失效，均不會影響系統(tǒng)的功能，只有在任何大于冗余的數(shù)X子系統(tǒng)同時失效時，系統(tǒng)才宕機，此系統(tǒng)稱為N+X冗余系統(tǒng)。如果每個子系統(tǒng)的可靠性為R(t)，那么當由多個子系統(tǒng)并聯(lián)組成的冗余系統(tǒng)N+X時，用(N+X)表示。

UPS方案可靠性由公式（1）計算。UPS方案可靠性列于表2。

式中 表示并聯(lián)冗余系統(tǒng)中X+1個子系統(tǒng)故障（系統(tǒng)不可用時）的組合數(shù)。

表2  UPS方案可靠性比較

總結

   臺達NT400K兩臺并聯(lián)的UPS組成的兩條完全獨立的供電總線，每條總線分別為兩條直接與雙電源負載連接的電路供電。借助雙總線設計方案，完全可以建立起根本無需將負載轉換到旁路市電的UPS供電系統(tǒng)，排除了每一個可能存在的單路徑故障點，如此配置的雙總線系統(tǒng)的使可靠性、可用性達到最高級別。