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李成章:数据中心供配电系统的可用性分级管理

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-10-22 6:55:57 * 浏览: 1

UPS电源维修温度过低时,蓄电池放电容量严重下降,并且充电困难,强行充电会导致气体析出,影响蓄电池寿命因此当EPS的安装环境温度过高或过低时,应当采取适当措施进行调节。    另外当环境温度超过25℃时,每升高10℃或单体电池浮充电压超出指标范围0.03V时,电池使用寿命缩短一半。    (3)逆变器与负载适应性    逆变器是EPS中技术含量的核心部件,市电异常或火灾报警时,蓄电池存储的直流电能通过逆变器转换成与市电相同频率、电压的交流电,供给重要负载。因此,EPS的应急供电质量、逆变效率、负载适应能力等多项重要指标都决定于逆变器的品质。特别是正弦波逆变系统的技术在EPS中就更为重要。同时,逆变器的可靠性也是影响EPS整机可靠性的关键之一。EPS的逆变器几乎均采用了IGBT(或功率MOS管)SPWM逆变技术,但该技术与UPS、变频调速器等应用领域有较多的不同。它主要是围绕着过载能力、负荷的适应能力(混合负荷)供电的可靠性做系统设计的。可以这么说EPS逆变器的供电可靠性远远重要于逆变器的供电质量,这也是在设计思路及设计方案上不同于UPS。由于IGBT(已发展到第六代)在UPS、变频调速器、电焊机等已得到充分的应用和发展,是一个很成熟的电力电子功率元器件。

UPS电源而工频机和高频机的i5、i6及线路阻抗并没有区别因此工频机和高频机对ICT负载的影响机理是相同的没有优劣之分    UPS输出线上(即负载电源输入线)的高频纹波对i5、i6有直接影响有些高频机厂商为了降低成本用小滤波电感输出电压高频纹波滤除不彻底导致高频机在机房产生*问题但从原理上看工频机由输出隔离变压器的漏感充当滤波电感一样存在高频纹波滤除不彻底的问题。因此工频机与高频机零地电压对机房的影响没有区别。    4配电系统与零地电压的关系    以上的分析主要是基于TN-S系统这是国内数据机房最普遍的配电系统实际上对于国外或者一些县局单位还会用到其他配电系统而其他配电系统中的零地电压与TN-S系统中的零地电压不管是产生原因还是影响都不尽相同。    根据IEC及GB定义一共分为IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S五种配电系统其中TN-C-S是TN-C、TN-S两种的综合体不单独分析。    (1)IT系统    IT系统(见图7)中UPS设备外壳直接接地而电源中性点不接地或高阻接地不建议设中线对于有中线的IT系统由于N和PE之间高阻因此可能存在几伏或者十几伏的零地电压。    (2)TT系统    TT系统(见图8)中电源中性点接地设备外壳也接地两个接地点没有电气连接。国内很多小的通信局使用这种配电系统。而实际中由于设备外壳接地不规范或者没有可靠接地设备零地电压达到几十伏到上百伏但这么高的零地电压除了对EMC电路有直接破坏风险以外并没有造成设备异常。    (3)TN-C系统    TN-C系统(见图9)中N和PE共用一根线因此零地电压为0。北美中大数据机房均为480V的TN-C系统而机房负载又是120V单相电源输入因此需要在列头柜加降压隔离变压器。

厦门UPS不间断电源厂家目前国内有个别单位研仇多数产品为带转换开关的长期锁相方式或井机供电的不坊分负荷方式。

厦门精密空调价格小型应用场合一般没有专门的机房,电源设备有时甚至会直接放在营业或办公场所应用因此,要求UPS系统的体积要小,尽量节省占用空间。    操作方便,服务及时。在小型场合应用中,缺少专职人员对系统的日常运行进行管理维护。所以,要求UPS系统的操作使用越简单越好,厂商的服务越快越好。    艾默生网络能源:把握需求,突破创新    作为全球卓越的动力设备专家,艾默生网络能源始终关注各个领域的需求变化,并在满足用户需求过程中积极进行研发创新,引领着UPS市场的发展潮流。针对小型应用场合不断涌现的特殊需求,艾默生网络能源依托深厚的技术研发实力和敏锐的产品开发意识,推出了GXE系列单相小功率UPS新品。该系列产品不仅体现了艾默生网络能源在小功率UPS的稳定性与可靠性方面的技术追求,而且以其效率高、体积小、管理便捷的非凡个性,体现了公司对小型应用场合应用需求的精准把握。    具体来讲,GXE系列单相小功率UPS采用纯在线式双变换技术以及全数字控制技术,更大提升了系统的稳定性和可靠性;体积更小、效率更高,采用突破性超紧凑、轻巧灵活的塔式设计,体积较同类型产品小30%—70%,具有更高功率密度,更适合小型场合的灵活应用;系统具备超强充电能力和过载能力,尤其能够满足客户突加负载的要求,可以有效抵制负载冲击。此外,该系列UPS采用LCD大屏显示,能够帮助用户轻松获取系统状态信息,方便运维管理。值得肯定的是,GXE系列单相小功率UPS具有突出的节能环保特性,效率高出同等产品3个百分点,满载下1K一天可节省近一度电,是一款名符其实的高性价比绿色不间断电源系统。

厦门列间级精密空调多少钱目前,柏克电力设备有限公司平均每天接到销售定单20多个,每个月平均接到600多个销售定单,定制产品16多个规格品种电源,需要采购的元器件品种达1000种由于所有的采购基于定单,采购周期减到3天,所有的生产基于定单,生产过程降到一周之内,所有的配送基于定单,产品一下线,中心城市在8小时内、辐射区域在24小时内、全国在6天之内即能送达。总起来说,柏克电力设备有限公司完成客户定单的全过程仅为20天时间,呆滞物资降低73.8%。    【现代物流从根本上改变了物在企业的流通方式,基本实现了资本效率化的零库存】    改变了传统仓库的“蓄水池”功能,使之成为一条流动的“河”。柏克电力设备有限公司认为,提高物流效率的目的就是实现零库存,现在柏克电力设备有限公司的仓库已经不是传统意义上的仓库,它只是企业的一个配送中心,成了为下道工序配送而暂时存放物资的地方。目前,柏克建立了1座自动化水平的现代化、智能化立体仓库,仓库使用面积降仅有2000平方米,满足了企业全部原材料和制成品配送的需求,其仓储功能相当于一个3万平方米的仓库。这个立体仓库与柏克电力设备有限公司的商流、信息流、资金流、工作流联网,进行同步数据传输,机器****车****起托盘,把货物装上外运的载重运输车上,运输车开向出库大门,仓库中物的流动过程结束。整个仓库实现了对物料的统一编码,使用了条形码技术、自动扫描技术和标准化的包装,没有一道环节会使流动的过程梗塞。    流程再造使原来表现为固态的、静止的、僵硬的业务过程变成了动态的、活跃的和柔性的业务流程。在柏克电力设备有限公司所谓库存物品,实际上成了在物流中流动著的、被不断配送到下一个环节的“物”。    【现代物流从根本上打破了企业自循环的封闭体系,建立了市场快速响应体系】    面对日趋激烈的市场竞争,现代企业要占领市场份额,就必须以最快的速度满足终端消费者多样化的个性需求。

让柏克电源为西北发展建设保驾护航。

UPS电源系统由五部分组成:主路、旁路、电池等电源输入电路,进行AC/DC变换的整流器(REC),进行DC/AC变换的逆变器(INV),逆变和旁路输出切换电路以及蓄能电池目前UPS电源较为广泛的应用于:应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。二、ups电源的工作原理解说UPS电源是将电整流滤波后一路供给逆变器输出标准的电压,一路供给电池,当市电断开时。UPS电池里的电经逆变器逆变成标准电压供给负载,保证供给负载绿色稳定持续的电源。UPS首先将市电输入的交流电源变成稳压直流电源,供给蓄电池和逆变器,再经逆变器重新被变成稳定的、纯洁的、高质量的交流电源。它可完全消除在输入电源中可能出现的任何电源问题。⒈AC-DC变换:将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路,可避免开机时对电网的冲击。⒉DC-AC逆变电路:采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率富余量,在输出动态范围内输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术,及快速短路保护技术,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路,均可安全可靠地工作。⒊控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外,还完成SPWM正弦脉宽调制的控制,由于采用静态和动态双重电压反馈。

不同类型UPS对数据中心需求的适配度表:工频UPS高频UPS模块化UPS弹性扩展难以按需扩容难以按需扩容按需扩容可用性可用性低,一旦故障运维人员无法处理,需要原厂维护,故障恢复时间长可用性低,一旦故障运维人员无法处理,需要原厂维护,故障恢复时间长可用性高,N+X冗余实现更高可靠性;运维人员更换故障模块即可消除故障效率低,低负载率及谐波治理措施导致运行效率远低于宣称效率,运行效率一般在85%左右较高,运行效率一般典型值90%~94%高,一般均采用低载高效设计,典型值95%模块N+X冗余配置时运行效率可达到96%spanstyle=”box-si。

    并机UPS系统ECO模式节能效果    众所周知,UPS在正常运行状态下,交流市电经过整流器变成直流电,然后通过逆变器将直流电逆变成交流电,为负载输出稳定的纯净电源,这一转换过程就会造成部分电能的消耗如果将UPS并机系统一侧的逆变器设置为待机状态,UPS系统的电能损耗就会有明显的下降,并且负载率越高,其节能效果就越显著。根据实际测算,可以取得5.92%的节能效益。    针对这一效果明显的节能措施,艾默生网络能源表示,并机UPS系统ECO模式,适用双母线及以上的系统。在此前提下,即使ECO模式供电失效,系统仍然能保障正常供电。艾默生网络能源通过大量对比及测试证明,经过ECO模式改造后,供电可靠性的变化完全在可接受的范围内;同时,并机UPS系统ECO模式采用的切换逻辑是不间断切换,即使在最差的情况下,切换时间也小于5ms,并且基于对电压相位差、频率变化的测试显示,IT设备完全能够承受这些切换条件。客观而言,ECO模式在并机UPS系统中大有用武之地。    值得一提的是,艾默生网络能源也同时指出了应用ECO模式应该注意的问题。比如,电压浪涌、切换瞬变、瞬态尖峰等电网环境下和油机状态下不建议采用ECO模式,负载设备谐波较严重的建议加装有源滤波器,等等。需要强调的是,在采用ECO模式前,必须确定并机旁路均流,并机大于或等于2台设备的,均应安装均流电感。此外,IT负载对电源的适应能力一定要宽于切换条件,否则就会出现宕机问题。

    中国科学院计算所高级工程师李成章先生    对此,中国科学院计算所高级工程师李成章在《数据中心供配电系统的可用性分级管理》的演讲中,深入探讨了高性价比的数据中心供配电解决方案追求的核心价值,并指出要根据数据中心的不同用户对可靠性、效率、成本的不同业务需求来选择最适合的UPS产品及其对应的供配电系统的可用性级别和架构,从而获得的TCO    诱发数据中心供配电系统故障的几大因素    在造成数据中心瘫痪的原因中,以因供配电系统的产品选型和设计架构的”考虑欠妥”所诱发的电气瘫痪的危害性。相关的统计资料显示,它存在如下几种典型的故障隐患:(1)因UPS供电系统的产品或可用性级别的”选配欠妥”所诱发的故障占29%,    (2)因人为操作“失误”所诱发的故障占24%(例:2017年5月因托管机房的工程师对UPS供配系统的输入开关执行”误关断”操作而致使某国外航空公司的几乎所有的IT设备进入”宕机瘫痪”的事故),    (3)因未考虑到发电机带电容性负载的带载能力会“变弱“以及因阶跃性负载的“负载突增量过大”等原因所诱发的发电机“自动关机”的故障占10%,    (4)因气候及自然灾害所诱发的故障占12%(例:2017年12月,国外某机场因电力电缆的火灾所造成的长达十余小时的大面积停电事故)。    显而易见,能否消除掉上述的、足以对供配电系统的安全运行造成“致命危害”的故障隐患是能否确保该数据中心机房能长期可靠地运行的关键所在,以便为在后期的机房的日常运维操作过程中,能够及时地发现和规避这些风险、确保它能获得令人满意的可用性(99.99%∽99.999%)奠定下坚实的技术基础。根据GB50174—2017数据中心设计规范的要求,对于负责向IT/网络等关键设备供电的供配电系统而言,它所允许的瞬间供电中断时间应小于10ms。    通过对近年来发生在数据中心供配电系统中的多起事故的分析发现:同工频机UPS供配电系统相比,导致传统高频机UPS和模块化UPS供配电系统的故障率增高的重要诱因是:因为它们的抗瞬态输入过压保护的能力“变差“所致。通过在用户现场所捕捉到的输入故障波形以及在所搭建的故障模拟平台上所检测到数据可见:因“输入瞬态过压”而致使传统高频机和模块化UPS的典型故障类型有:因电池组异常放电所诱发的电池组使用寿命缩短,在UPS供配电系统的输出端发生输出闪断或“被损环”的事故。其故障高发期是:    (a)当10KV高压因故发生停电/闪断事故时或位于这些UPS供电系统上游侧的大容量ATS开关因故需执行切换操作的瞬间。在此期间,在UPS的输入端出现“输入瞬态过压”故障的几率很高,    (b)为降低生产成本和充分利用廉价电能(注:夜间谷期电价仅为白天峰期电价的1/3左右),高能耗企业可能会采用夜间生产、白天停工的生产管理体制。对于地处邻近高能耗企业的数据中心而言,极易在高能耗企业“突然抽闸”的瞬间,在它的市电输入电网上诱发出”瞬态输入高压”。在此条件下,易发生电池组异常放电故障,从而造成电池组使用寿命缩短,增加后期运维成本。