解決方案

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解決方案

電力通信信息機房UPS電源解決方案

作為網絡信息系統核心的服務器及通信設備能否穩定地工作，取決于電源系統能否提供高質量、穩定的電源。為保證信息系統的安全，UPS間的建設尤為重要。

1、前言

在通信信息機房由于供電系統中不可避免的存在如供電中斷、電壓浪涌、電壓陷落、波形畸變、頻率漂移、持續過壓、持續低壓、瞬間過電壓和噪聲干擾等情況，這些情況中的任一出現必將造成整個供電系統的不穩定，尤其是對通信網絡信息設備輕則工作出錯、通信失敗，重則設備損壞、數據丟失、系統崩潰。作為網絡信息系統核心的服務器及通信設備能否穩定地工作，取決于電源系統能否提供高質量、穩定的電源。為保證信息系統的電力供給，UPS間的建設尤為重要。

增加UPS主要為服務器等數據通訊設備提供后備電源，根據需求，對服務器等重要設備提供供電。同時，還具有UPS還具有網絡監控功能，UPS的工作狀況能被系統管理員隨時掌握。一旦UPS出現異常，可以通過多種方式通知把信號傳達到維修人員；同時采用短信息方式通知相關負責人。

2、概述

本系統采用APC電源陣列技術，N+X冗余結構設計，為電力企業提供真正的高可靠性電源；同時具有可在線熱插拔，維護方便、快捷；易擴容等普通UPS電源所沒有的特點。UPS模塊單體容量為4KVA 8KVA 12KVA 16KVA,可并聯使用，用戶可根據需求靈活配置不同容量的UPS電源系統。且任意一個UPS模塊發生故障,自動退出工作,其它模塊自動均分其負載。具有擴展電源系統和延長運行時間，為數據機房、網絡機房和企業級IT設備提供緊湊的、可擴展的冗余的不間斷電源設備，滿足了電力調度數據網不間斷電源苛刻的動力需求。

當市電正常時UPS模塊將優先保證對市電進行凈化穩壓處理后向負載供電，在市電不正常或停電時由蓄電池系統接替供電，將直流逆變成220V交流輸出；當UPS設備發生故障時，系統自動轉為市電旁路供電；若需要對系統進行維修時，可將系統切換至維修旁路供電,從而保證系統在維修期間，輸出也不會中斷。

3、系統原理圖

APC Symmetra通過負載均擔技術實現N＋1冗余性或多級冗余性。負載均擔意謂著電源陣列中的所有模塊并聯運行并平均負擔負載。

負載總量為16KVA，在APC Symmetra 16KVA的冗余結構中采用5個功率模塊，2個電子模塊，其中一個功率模塊作為冗余備份。5個功率模塊中的有一個功率模塊發生故障時，它所負擔的3.2KVA的負載量將被其它4個功率模塊以無時間間隔的均擔，此時無故障的4個功率模塊每個模塊均擔4KVA的滿負載量，從而做到高可靠的冗余。同時用戶可迅速從APC Symmetra的報警信息中了解到故障信息。以對故障模塊進行及時更換，更換的模塊將自動的、無時間間隔的融于整機均擔負載。

4、系統技術特點

4.1簡便的組合性

APCSymmetrae采用模塊化抽屜式結構，模塊化的設計使用戶可根據自身的需要進行靈活的組合。

4.2可靠的冗余性

APC Symmetra采用電源陣列設計技術，采用RAID技術，使UPS自身具有高性能的冗余特性，采用APC無時間間隔的容錯技術，告別了使用兩臺UPS來實現的高成本，高難度的雙機容錯技術。

4.3靈活的管理性

APC POWERCHUTE PLUS電源管理軟件可使用戶適時監控管理APC UPS。APC Symmetra有四個智能擴展口，與SmartSlot附件相集成后，可基于Web，Network，SNMP，Out of Band來管理和控制UPS。

APC Symmetra-UPS自身具有靈活的管理性，它的Powerview顯示模塊可將所有電源和UPS信息以基于菜單的格式顯示出來置于系統管理員的指端，它包括輸入電壓、冗余等級、溫度和濕度等監視和控制參數，管理員可以通過Powerview管理APC Symmetra-UPS。APC Symmetra-UPS設備的后面有四個Smartslot插槽。通過APC POWERCHUTE PLUS或APC POWERNET以及與APC的附件設備相結合后，使用戶可根據自己的需求而進行多種的管理方案。

4.4輕松的維護性

APC Symmetra的所有模塊都可進行熱插拔更換，減少了服務費用，預防性維護，定期自動診斷，發現問題自動保警和通知，記錄所有發生的事件和數據。

4.5寬廣的輸入電壓范圍

APC Symmetra UPS具有很寬的輸入電壓范圍（155V-276V），在市電較為惡劣的情況下（如電壓過低或過高）仍能利用市電為負載提供優良的電力而不啟用電池電量，進一步的延長了電池使用時間。節省了電池電量，以備斷電時為負載提供充足的電量電力供給。

4.6高的功率因數與運行效率

APC Symmetra UPS具有極高的功率因數〉98%，最大程度的防止了對市電的污染，可稱之為 “綠色電源”。極高的運行效率〉90%，防止了電力的浪費。

4.7 可擴充性設計

隨著未來計算機等負載量的增加，而導致UPS容量需增容的情況下，UPS設備自身方便的可擴充性和財力支出是衡量UPS設備可擴充性能的重要指標。APC Symmetra的功率部分模塊化抽屜式結構，每個電源功率模塊容量為4KVA。電源陣列的可擴充性能保護您在電源保護上的投資，您只需添加或刪除模塊就能擴充或重新配置。

5、系統核心部件

5.1功率模塊

功率模塊實質上是一個不帶電池的獨立UPS。每一個電源模塊可支持4KVA的功率。用戶每添加一個電源模塊，就可使Symmetra™PXUPS增加4KVA容量（或使UPS的冗余度得到提高）。

Symmetra電源模塊在輸入端使用了IGBT驅動的高頻率整流器。這將提供小于2%的輸入電流諧波THD，在滿負載時小于5%（非線性負載），因此不需要額外安裝諧波濾波器；此外，使得系統與柴油發電機連接時，能夠更好的匹配。

每個電源模塊都含有一個輸入和輸出開關以及一個數字信號處理（DSP）監控器；如果某個電源模塊出現了問題，它可以自動從總線（以及其它電源模塊）中隔離出來并進行自我診斷。每個電源模塊都有三個大型的散熱風扇將氣流排出；風扇是按N+1的配置進行排列的，因此可以提高可用性。這就使得Symmetra利用了目前典型機架安裝式IT設備上常見的散熱技術。

電源模塊的主要部分包括：

(1)帶輸入功率因數校正的PFC電路

(2)帶有交流斷路開關的輸出逆變器

(3)微處理器控制的容錯邏輯電路

(4)電池充電器

5.2主智能模塊

主智能模塊(MIM)就是系統的“大腦”，它監視輸入功率，使不同模塊的輸出同步，與外界進行交互并執行故障檢查和管理。MIM是SY PX UPS系統的協調器；它負責收集和報告狀態信息、配置系統、進行系統診斷、電源和電池管理、系統狀態控制和輸出電壓調節/均流等；MIM通過串行數據線與外界進行接口，該線路通過通信卡分配到2個SmartSlot端口、其中一個是計算機端口，和2個PowerView顯示器。通過使用RIM，MIM可以進行熱插拔而不會給負載帶來風險；還可以通過將系統切換到維護旁路（如果沒有使用RIM）來取下這個模塊。

6、組屏及供配電系統

系統機柜采用冷軋鋼板，具備良好的電磁隔離、接地、噪聲隔離、通風散熱等性能。此外，還具有抗振動、抗沖擊、耐腐蝕、防塵、防水、防輻射等性能，保證柜內設備穩定可靠地工作。

機柜前后網孔門通風率達75%滿足新型服務器高度度散熱要求，柜體材料門采用1.2mm 冷板，立柱2.0mm 冷板，框架1.5mm，承重1500Kg、柜體尺寸顏色根據現場情況確定。

機柜具有防靜電、抗電磁、防鼠等，確保通信設備不受干擾。

系統主機柜內安裝雙電源切換控制器和電源自動轉換開關雙路市電切換裝置、UPS電源，UPS避雷器、控制開關等設備及部件，負責將一路或兩路三相交流電供給UPS主電源。交流輸入采用三相五線制，即 A、 B、 C三根相線和一根零線 N、一根地線 E( FG)。交流輸入首先經過雙電源切換裝置(只有一路市電的無需切換電路)轉換成一路交流電，經過切換裝置的交流電再接上避雷器，保護后面的電路免受高電壓的沖擊。總開關采用 3個獨立開關，每個開關各控制一相交流電。設置設備維修帶鎖旁路開關LED狀態指示,ATS雙路輸入輸出具有三相斷電缺相聲光報警裝置及LED燈指示。

輸入輸出配電設計選型與配置包括:輸入配電連接?方式、走線路徑、線徑開關規格、輸入輸出配電、蓄電池組配電。包括ATS雙電源切換裝置、斷路器、防雷器、測量儀表、斷電報警指示等

配電走線路徑。UPS電源屏輸入輸出、蓄電池電纜，下走線模式，從機底部進入機柜，連接到UPS后部的輸入輸出接線端子上。

UPS主機柜設置數字式多功能儀表監測顯示各種運行參數，測量內容包括的參數有:交流輸入電壓、輸出電壓、輸出頻率、輸出功率、蓄電池直流輸入電壓。