涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 

摘要：廣電數(shù)據(jù)中心機房UPS供電系統(tǒng)的可靠性問題包含較多的元素，電氣專業(yè)人員在對供配電系統(tǒng)進行設(shè)計、策劃、管控的過程中，需要根據(jù)數(shù)據(jù)中心的實際用電負(fù)荷完成多種結(jié)構(gòu)設(shè)計，文中對數(shù)據(jù)中心機房設(shè)備分類及其供電基本特征進行了簡要分析，對當(dāng)前供配電系統(tǒng)可靠性的分配問題進行了細(xì)致闡述，并提出當(dāng)前提高供配電系統(tǒng)UPS供電效率的重要舉措，以提升整個系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；UPS；可靠性

0引言

供電系統(tǒng)的可靠性直接影響到廣電數(shù)據(jù)中心機房設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，涉及信息存儲、節(jié)目錄制采編傳輸、影音數(shù)據(jù)等生產(chǎn)質(zhì)量和播出質(zhì)量，為確保數(shù)據(jù)中心機房UPS供配電系統(tǒng)的運作更加科學(xué)、安全、可靠，在現(xiàn)階段廣電數(shù)據(jù)中心機房UPS供配電系統(tǒng)的布局規(guī)劃管理工作中，電氣專業(yè)技術(shù)人員需要開展頂層設(shè)計，明確各項技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)要素，結(jié)合精益化、精細(xì)化的管控措施，明確各項管理標(biāo)準(zhǔn)，對保障供配電系統(tǒng)正常運行尤為重要。

1數(shù)據(jù)中心機房設(shè)備分類及其供電特征分析

廣電數(shù)據(jù)中心機房的電源設(shè)備分為單電源及其冗余電源設(shè)備，具體來說，單電源是指單一的電源模塊，當(dāng)數(shù)據(jù)中心機房設(shè)備存在供電問題時，通常是由于電源本身出現(xiàn)的故障問題所導(dǎo)致的，此時的機房設(shè)施將處于待機模式，而冗余電源設(shè)備主要是由多個電源模塊所構(gòu)成，此類設(shè)備也稱為雙電源設(shè)備，由多個電源來承擔(dān)整個系統(tǒng)的供電負(fù)荷，如果電源模塊組出現(xiàn)問題或無法正常供電時，剩余模塊便能夠提供相應(yīng)的電源負(fù)載，保證設(shè)備正常供電。

2供配電系統(tǒng)可靠性的分配

通常情況下，在供配電系統(tǒng)中包含多個設(shè)備設(shè)施，如防雷器、電纜、開關(guān)、UPS、電池組、PDU以及各種連接件，每一個環(huán)節(jié)及其每一項設(shè)備須具備較高的可靠性和穩(wěn)定性，才能發(fā)揮整個供配電系統(tǒng)應(yīng)有的作用。

在對供配電系統(tǒng)可靠性進行分配管理的過程中，電氣技術(shù)人員需要充分遵循短板控制原理，及整個系統(tǒng)的綜合運行可靠性的高低通常取決于可靠性較低的某一個部件或某一個環(huán)節(jié)，所以在供配電系統(tǒng)可靠性的分配管理過程中，需要嚴(yán)格參照較低的那個環(huán)節(jié)完成資源分配、管理分配，以此才能采購發(fā)揮出整個系統(tǒng)應(yīng)有的作用，例如在常見的10kVUPS輸出端配置65A的斷路器相對較為常見，同時在電子系統(tǒng)中，電氣技術(shù)人員也需要保證各系統(tǒng)各環(huán)節(jié)連接牢靠，具體來說，由于常見的單相10kV額定電流為45A，考慮到增強系統(tǒng)20%的過載能力，通常會選取65A的開關(guān)來實現(xiàn)對系統(tǒng)的保護，如果在該環(huán)節(jié)存在特殊的要求則需要重新計算電流值大小，若盲目選用32A或100A的斷路器，將不滿足整個系統(tǒng)運行的需求，比如選擇32A的斷路器會面臨頻繁切斷負(fù)載，若選用100A的斷路器，會致使輸出端短路而無法保護電源的情況出現(xiàn)，簡而言之，如果對可靠性電流值大小的分配未滿足系統(tǒng)設(shè)備的具體運作需求，則會導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)拒動或誤動的現(xiàn)象。

通過實地調(diào)研分析可以看出，在整個數(shù)據(jù)機房供配電系統(tǒng)可靠性的分配管理過程中，電氣技術(shù)人員需要整合各項設(shè)備設(shè)施的綜合可靠性數(shù)值，完成綜合評價管控，比如在該環(huán)節(jié)需要分析系統(tǒng)防雷器的運作可靠性，電纜設(shè)施的運作可靠性，開關(guān)柜、發(fā)電機、UPS、電池組、PDU及其各項設(shè)備的運行可靠性，之后再將每個結(jié)構(gòu)單元、結(jié)構(gòu)部位的運行可靠性進行乘積運算，再通過特定的函數(shù)值的賦值分析，便能夠得到整個系統(tǒng)最終的可靠性。

3供配電系統(tǒng)中UPS選擇的原則分析

3.1選取高效率的設(shè)備

UPS作為供配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵要素，在選取相關(guān)設(shè)備時，電氣工程技術(shù)人員需要重點考量系統(tǒng)所具備的運行可靠性問題，同時考量相關(guān)設(shè)備的外部運行環(huán)境，盡可能控制設(shè)備高溫問題，據(jù)統(tǒng)計顯示，如果UPS設(shè)備溫度升高，那么設(shè)備內(nèi)部的電子零部件的活躍度將會翻倍，從而使得設(shè)備內(nèi)部的元器件的使用壽命進一步衰減，因此管控UPS供配電系統(tǒng)內(nèi)部的溫度數(shù)值將能夠提高設(shè)備運行的可靠性和穩(wěn)定性，但是要想管控設(shè)備內(nèi)部的溫度，則需要對設(shè)備本身的功耗進行多方面的論證分析，簡而言之，設(shè)備運行的功率并不是越低越好，同時也不是越高，要想發(fā)揮出設(shè)備更加優(yōu)異的性能，技術(shù)人員需要考量整個系統(tǒng)的綜合運行需求，完成對設(shè)備負(fù)載功率的合理設(shè)置。

具體來說，在常見的工頻機和高頻機兩種UPS電路結(jié)構(gòu)中，不同設(shè)備在輸出端、輸入端均具備不同的線性輸入指標(biāo)，同時兩者也具備不同的功率因素，據(jù)統(tǒng)計顯示，工頻機的UPS比高頻機UPS往往具備更大的功率損耗，同時兩者也具備不同的造價。

此外，工頻機UPS輸入逆變器通常是采用的全橋電路，在實踐應(yīng)用層面，此類電路要想發(fā)揮工頻UPS的實際性能，則需要適當(dāng)?shù)脑黾痈綦x變壓器，而對于高頻機UPS逆變器而言，此類設(shè)備通常采用半橋電路，因此針對此類設(shè)施的空間布局及其結(jié)構(gòu)布局不需要借用變壓器隔離便能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

3.2選擇噪音低的設(shè)備

一般情況下，要想確保電源系統(tǒng)更加科學(xué)、高效、穩(wěn)定地運作，電氣技術(shù)人員需要嚴(yán)格管控設(shè)備的噪音，同時噪音過高也會導(dǎo)致設(shè)備操作環(huán)境變得過于復(fù)雜，使得操作者的情緒受到嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致工作人員的工作效率降低，甚至出現(xiàn)操作失誤的情況。

但是由于工頻機UPS輸入電路破壞了原有的電壓波形，會給其他設(shè)備造成相應(yīng)的電磁干擾，同時電感和變壓器在運行過程中也會產(chǎn)生出大量可聞噪音，從而使操作環(huán)境變得更加惡劣。

一般情況下，工頻機往往結(jié)合10kHz左右的調(diào)制頻率的使用，此類頻率恰好在人耳可感知的頻率范圍內(nèi)，從而使人員的工作環(huán)境受到嚴(yán)重干擾。

而高頻機的工作調(diào)制頻率通常設(shè)置在20kHz以上，而此類赫磁頻率往往在人耳感應(yīng)范圍之外，從而可以保障相關(guān)工作人員的工作環(huán)境相對較為安靜。

因此從供電可靠性的層面進行分析可以看出，選取適當(dāng)調(diào)制頻率的設(shè)備至關(guān)重要，當(dāng)前20kHz以上的高頻機UPS供電設(shè)備在數(shù)據(jù)中心機房中的使用相對較為常見。

總體來說，在對供配電系統(tǒng)UPS進行選取選用的過程中，工程師及技術(shù)人員需要考慮整個系統(tǒng)的綜合功率消耗，同時還需要考慮整個系統(tǒng)的噪音等級，以此才能夠提高整個系統(tǒng)的綜合運行效率。

4安科瑞動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)介紹設(shè)備選型

4.1電力監(jiān)控解決方案

       電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心中低壓配電系統(tǒng)、UPS、蓄電池組、ATS/STS、精密配電柜、電源支路電流、PDU機柜電源以及其它重要設(shè)備進行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能，實時掌握供電系統(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高數(shù)據(jù)中心供電可靠性。

4.2電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選型

5總結(jié)

       總體來說，在對廣電數(shù)據(jù)中心機房UPS供電系統(tǒng)的可靠性問題進行探究探討的過程中，電力工程技術(shù)人員需要根據(jù)當(dāng)前、10kv供電系統(tǒng)的實際運行情況、運行特征，完善各項基礎(chǔ)設(shè)施，并且革新現(xiàn)有的供電系統(tǒng)，提高整個體系的供電效率。

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