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中大型信息中心的UPS選型

發布時間:2021-04-07 17:59:35      點擊次數:185

1. 節能減排是必須遵守的原則

節能減排是當今的一項國策,是考核各級政府的一項重要指標。因此在全國各行各業都在努力貫徹。信息中心機房的建設也不例外,作為信息中心能量來源的供電系統要首當其沖,作為中大型機房能量來源的供電系統尤其要高效、節能。現在數據中心都有相對集中的趨勢,因此設備的功耗也在集中,這就給節能創造了有了條件。

目前用電容量在5,000kVA左右的中心已有不少,如果能集中解決這些地方的節能問題就會有顯著的效果。比如一個用電5000kVA容量的中心機房,如果帶現在的新IT設備,就幾乎是5,000kW,一年耗電就是43,825,000度,以每度電一元錢計,就是四千多萬元!根據相關資料介紹,按照每一度電需要消耗一公斤煤來算,就是四萬多噸煤!這要產生多大的污染!

2. 一般UPS影響節能的機構和解決的措施

以往的UPS(所謂的工頻機)為IT業的發展立下了汗馬功勞,但也暴露出一些問題:結構復雜、體積龐大、工作效率低、發熱嚴重、對電網電壓波形破壞大,等等。國際上就針對這些問題經過數年的研究推出了稱為高頻機的UPS產品。目前在高頻機領域中已成功推出換代產品的不可不提兩大家,100kVA以下的產品當屬山特,100kVA以上的產品當屬愛克賽。

高頻機UPS的節能效果

根據計算100kVA 的高頻機UPS 

每年要比同容量的工頻機UPS至少節約5萬度電。可惜目前一般廠家的高頻機UPS多在200kVA左右,對付中型機房尚可,對大型機房而言就太吃力了,以前只好用工頻機UPS去堆積。比如5,000kVA容量的中心機房,就要用十幾臺400kVA容量的工頻機UPS去并聯,再加上前置濾波器和輸出變壓器,就占據了相當大的機房面積,以12臺400kVA UPS為例,每年就比高頻機UPS多消耗2,400,000度電。如果用高頻機UPS將這些電節約下來,就會產生很大的社會效益。

盡管高頻機UPS的大功率技術一直在煩擾著眾多的生產廠家,但也并非不可克服,伊頓愛克賽首先異軍突起攻克了這個堡壘,一舉將高頻機功率做到了250kVA1,200kVA。這樣一來就為用戶的大量節能前景開辟了道路。

高頻機UPS的環保亮點

環保不好,一直影響著人們的身心健康,所以“減排”也是一項基本國策。電子設備的環保有三個方面:可聞噪聲、電噪聲和大氣污染。長期在計算機機房服務的人員都有這樣的經歷:以往工頻機UPS電源的叫聲很大,功率越大,叫聲越大,吵得人頭昏腦脹,影響工作效率!同時工頻機UPS還破壞電網,影響同一路電網上其他用電設備的正常工作。為了解決這個問題就不得不在前面加龐大的諧波濾波器或相應的裝置,既增加投資又增加了功耗,還多占用了寶貴的空間。而高頻機UPS就根本沒有這些噪聲發出,也幾乎不破壞電網,也就從根本上避免了這些煩心的事。至于大氣污染,目前一流的高頻機UPS都要遵守國家和國際上的ROHS指令。用戶在購置機器時也應當作為一個重要事項提出來。

高頻機UPS的強大帶載率

相應國際上的環保要求,新的IT設備都對輸入電路作了改進,使其接近線性負載,換言之,負載功率幾乎都是瓦特。這樣一來,使得原來工頻機UPS負載功率因數為0.8的產品相形見拙。

比如一個新機房所購設備的總功率為1500kW,一般工頻機UPS的配置就是400kVA×5=2000kVA,按照0.8的功率因數去乘,可得1600kW,只有100kW約6.7%的余量,顯然出于安全考慮,用戶應再增加一臺機器。但如果用負載功率因數為0.9的UPS情況就不同了,那時2000kVA就可給出約1800kW的容量給負載,就有300kW約20%的余量,符合了配置容量的安全點,而且再也不用額外增加機器。

擁有這樣功率因數的廠家不少,但在200kVA以下者居多,有資料顯示在大功率段只有伊頓9395系列的負載功率因數是0.9,這就為中大型機房的建設帶來了福音。那些200kVA以下容量的負載功率因數為0.9的UPS只有在中小機房中才能充分發揮其優良作用。

3.進一步提高并聯UPS系統可靠性的途徑

為了提高供電系統的可靠性或增加容量,都采用UPS的并聯技術。但UPS并聯時的電流均分是一個主要指標,這就需要各UPS的單機之間進行熱線通信,有的用光纖信號、有的用普通信號,這都免不了在UPS之間連接通信線,使各UPS單機時刻測量對方的頻率、相位、電壓和電流,以和本身的這些參數進行比較,除此外還必須保證信號線的連接良好。這么多的因素都在制約著每臺UPS單機,萬一其中之一的狀態不良,就會導致輸出失敗,并聯系統中因單機跟蹤不好而退出的例子并不少見,甚至有的就導致了供電故障。

無數據線并聯是國際上推出的一項專利技術,UPS在并機時,不需要互相獲取對方的實時頻率、相位,電壓,電流等參數信息,也不用信號線將其連接起來 就能達到均分負載電流的目的。這種技術在強大數字處理器的直接數字合成技術和自適應調控功能的支持下,只需要自己關注自己的輸出電壓、電流及相位,就可達到輸出同步、均分負載和故障UPS快速脫機等調控功能,使并機的可靠性進一步提高。這就將UPS并機技術提高到一個嶄新的高度。這種技術已應用于我國和許多機房多年,比如國防單位、新華社、國家氣象局、航空航天、衛星發射基地、金融和電信,等等。由于這是一項專利技術,目前還只有少數廠家掌握,伊頓愛克賽和山特就是其中的佼佼者。

4.大型模塊化UPS結構的誘惑

UPS的壽命是一個令人擔憂的問題。一個大型機房建設起來很不容易,不但投資大而且周期長,費人費力,其地位更是重中之重,這樣的機房總希望不間斷的服務周期越長越好。但遺憾的是,UPS的壽命有限,最多8到10年,如果逾期不能及時更換就會埋下致命的隱患。無奈一般更換UPS時不得不停機,停電對大型機房就意味著重大損失。模塊化結構是解決這個難題的最好方法,可惜目前的UPS模塊功率一般都比較小,盡管有的已推出200kVA的模塊,可惜每個模塊就是一個單機機柜,在并聯意義上和以往的單機并聯系統沒有區別,也是最多8臺單機并排站立在地板上,更換起來也很不方便。

俗話說:現在的時代是只有想不到的,沒有辦不到的。恰恰又是伊頓愛克賽解決了這個問題。他們的單個模塊做到了300kVA,而且是真正意義上的模塊,比如600kVA的機柜內有兩個300kVA模塊,1200kVA的機器內有四個300kVA模塊,可以熱更換。這樣一來就可以在不停電的情況下逐步將所有的模塊更新換代,實現了大型機房長期連續運行的目標。當然也帶來了機房增容的方便。

5.解決了大功率帶載驗機的困惑

UPS安裝完畢,做負荷試驗是必要的,做這種實驗談何容易!小功率尚可,上到幾百千伏安就不好辦了:

(1)幾十千伏安、幾百千伏安甚至幾千千伏安的假負載從哪里來?是租?是買?這種扯皮現象并不少見。

(2)假負載由誰來出?有沒有這么大的假負載?幾十千伏安的有時尚可找到,再大,就難尋了。

(3)這么龐大的假負載一般都是固定的,如何運到現場,運來以后朝那里放?有沒有這么大的空間?這些實際問題也給用戶帶來了很多困難。

(4)假如有這么龐大的假負載,做過大負載試驗的人都知道,假負載從租用到運輸、到安裝、到實驗完畢,最快也得幾天的時間,尤其是幾百千伏安以上的機器。簡直是一件勞民傷財的事。

9395采用專利的EASY-LOAD負載測試技術,這是一種完全綠色的測試,無需外部負載箱,無需相應的電纜安裝工程,UPS自己在內部即可產生一個滿負載,可以對UPS內的所有功率部件及連接件進行滿載測試,測試UPS, 旁路, 電纜,開關設備上的發熱現象,并可以進行滿載工作。整個測試時間不超過2h,無形中為用戶創造了寶貴的財富。

6.氣魄與膽量的基礎

敢不敢第一個用新產品是需要膽量和氣魄的。然而已經在市場上推出了幾年的產品再不敢用就顯得有些膽子太小了。有的用戶雖然也覺得這種UPS設備好,但就是不敢用,還是怕出事,即使有使用者,如果不是本行業、本系統的用戶也不放心,也不敢用,因此錯過了最佳的時間和機會,等到該產品被普遍采用時,這個產品又該接近更新換代了。這樣一來就永遠落在先進的后面,永遠錯過最佳時機,永遠享受不到新產品帶來的更高效益。20年前在我國還是將PC機當打字機、而把UPS容量多集中在500VA的時代,我們的石油系統、軍事系統、衛星發射基地、新華社、航空和部分金融與電信等機構就已經用上了以可控硅為主要器件的100kVA及以上的愛克賽、梅蘭日蘭、西力等廠家的UPS產品,取得了良好的效果;十年前還是這些系統又再次用上了這些廠家的第二代升級產品。又比如APC秀康UPS剛剛問世就在電信等行業安裝了以480kVA為單機的供電系統...又都取得了良好的效果。這都是率先使用新產品的例子。正因如此,這些廠家的產品被國際上公認為可靠的好產品。當今9395又獨領風騷,在原9315的基礎上升級為9395,據資料介紹這些產品仍然是美國的軍方指定產品,在我國僅金融業就有交行、建行、招行和農行已經在使用。實際上,國際上一些被公認的品牌如EATON-EXIDE、APC-MGE、EMERSON、SOCOMEC-SICON、TMEIC、SANTAK、GE…并非無根之草、無本之木。技術水平和制造水平達不到一定的水準、可靠性達不到一定的程度是不敢推向市場的,也不準推向市場,尤其是大功率設備,哪個廠也不會冒險將多年在國際上辛辛苦苦建立起來的榮譽毀于一旦。從這個意義上講,用戶的疑慮是否有些多余。


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