1 概述

大型數(shù)據(jù)中心存儲中心機房專門為核心數(shù)據(jù)進行存儲保存，確保數(shù)據(jù)萬無一失，地理位置相對偏僻安全，不容易發(fā)現(xiàn)，預計機柜500架，每個機架規(guī)劃容量按4kVA計算，實際使用容量2.5kW.為保證數(shù)據(jù)存儲中心機房內(nèi)所有設備24h不間斷優(yōu)質供電，數(shù)據(jù)存儲中心機房供電系統(tǒng)宜采用兩路在線式高智能容錯UPS供電（每路均為N+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，單臺UPS設備容量設計不能高于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，滿足TIA-942《數(shù)據(jù)中心電信基礎設施標準》中供電方案T4標準。

另外，現(xiàn)場注意事項：空間布局和負載均分要合理，此次寬度限制在5m的范圍，長度最長為100m,電池按15min計算。

對工程的需求如下：

① 據(jù)現(xiàn)場的機柜數(shù)量和規(guī)劃容量，UPS最大容量設計為

500架*4kVA=2000kVA,采用400K UPS 系統(tǒng)；

② 采用最高可靠性的2（N+1）系統(tǒng)方案，實現(xiàn)高可靠、高容錯性；

③ 根據(jù)空間較狹長的現(xiàn)狀，為了布局更加合理，優(yōu)選共用電池組方案，減少對空間的需求和維護成本。

2 臺達UPS電源方案

（1）系統(tǒng)配置

配置臺達GES-NT400K雙變換純在線式工頻級UPS 4臺，組成兩套“N+1”并聯(lián)冗余的雙總線供電方案。其中以一套為2（1+1）系統(tǒng)，另一套為2（2+1）系統(tǒng)，實現(xiàn)5+5雙總線系統(tǒng)的功效，為數(shù)據(jù)存儲中心機房負載設備提供24 h不間斷完全獨立的雙回路優(yōu)質、純凈電源供電。

臺達GES-NT 400K UPS 2路“N+1”并聯(lián)冗余的雙總線供電方案，具有高可靠性、高可用性及安全性。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)，在線將預設機組并入正常工作的UPS系統(tǒng)中，整個并機擴容平滑、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，減少地面安裝地板承重需求。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（傳統(tǒng)UPS并機無共用電池組功能時，當其中一臺UPS故障時，所配置的電池組也相應地退出并機系統(tǒng)，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）共用電池功能主要優(yōu)勢

① 節(jié)省購買電池的資金

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。

② 節(jié)省安裝空間投資

大批量的電池占用的安裝空間也很大，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。

③ 節(jié)省承重方面的投資

電池組重量很大，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，這方面的投資就相應地省去。

④ 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減少，需要投入的維護成本也少了，同時還會更加環(huán)保。

⑤ 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。

3 供電系統(tǒng)設計方案

臺達GES-NT400K UPS 2路“1+1”并聯(lián)冗余的雙總線供電方案系統(tǒng)配置如圖1所示。負載分成四個區(qū)：其中2個區(qū)按400kVA 規(guī)劃，2個區(qū)按800kVA規(guī)劃。

并機共用電池組電池開關柜原理圖示于圖2.

圖1 NT400K完全獨立的雙總線供電系統(tǒng)框架示意圖

圖2 并機共用電池組電池開關柜原理圖

注：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。

該方案具有以下的優(yōu)勢。

① 輸出全隔離

整個系統(tǒng)輸出沒有互相影響的母線線路，可實現(xiàn)各母線隔離維修，具有更高的可靠性。

② 母線具有冗余功能

采用高智能容錯UPS 實現(xiàn)雙母線，各母線的線上還有冗余功能，具有更短的MTTR.系統(tǒng)正常運行時，兩路UPS直接向雙輸出負載設備供電。單電源負載則通過機架ATS切換，提供一路正常UPS的電源供電。

③ 更經(jīng)濟的總擁有成本

更低的運行成本，更低的擴容成本。

4 系統(tǒng)配置方案

NT400K完全獨立的雙總線供電系統(tǒng)配置方案列于表1.

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設備名稱

規(guī)格型號

品牌

單位

數(shù)量

備注

1

輸入配電柜A1

INPUT-1250A-A1

中達電通

面

1

2

輸入配電柜A2

INPUT-1250A-A2

中達電通

面

1

3

輸入配電柜B1

INPUT-1250A-B1

中達電通

面

1

4

輸入配電柜B2

INPUT-1250A-B2

中達電通

面

1

5

輸出配電柜A1

OUTPUT-1250A-A1

中達電通

面

1

6

輸出配電柜A2

OUTPUT-1250A-A2

中達電通

面

1

7

輸出配電柜B1

OUTPUT-1250A-B1

中達電通

面

1

8

輸出配電柜B2

OUTPUT-1250A-B2

中達電通

面

1

9

維修旁路柜

MBS-2000A

中達電通

面

2

10

維修旁路柜

MBS-1600A

中達電通

面

2

11

UPS主機

GES-NT400K

臺達

臺

10

2路“1+1”，“2+1”并機，組成完全獨立的雙總線供電方案

12

上走線柜

UTU-NT400K

中達電通

個

6

400*995*1950mm

13

蓄電池

DCF126-2/500

中達電通

節(jié)

696

系統(tǒng)后備15min

14

蓄電池

DCF126-2/1000

中達電通

節(jié)

696

系統(tǒng)后備15min

15

電池開關柜

1250A

中達電通

套

4

并機共用電池組方案

1000*995*1950 mm

16

電池開關箱

1250A熔絲

中達電通

套

8

17

電池架

174只/套

中達電通

套

4

18

SNMP卡

內(nèi)置式SNMP卡

臺達

套

10

遠程及網(wǎng)絡監(jiān)控

表1 UPS系統(tǒng)電源設備配置

序號設備名稱規(guī)格型號品牌單位數(shù)量備注

1輸入配電柜A1INPUT-1250A-A1中達電通面1

2輸入配電柜A2INPUT-1250A-A2中達電通面1

3輸入配電柜B1INPUT-1250A-B1中達電通面1

4輸入配電柜B2INPUT-1250A-B2中達電通面1

5輸出配電柜A1OUTPUT-1250A-A1中達電通面1

6輸出配電柜A2OUTPUT-1250A-A2中達電通面1

7輸出配電柜B1OUTPUT-1250A-B1中達電通面1

8輸出配電柜B2OUTPUT-1250A-B2中達電通面1

9維修旁路柜MBS-2000A中達電通面2

10維修旁路柜MBS-1600A中達電通面2

11UPS主機GES-NT400K臺達臺102路“1+1”,“2+1”并機，組成完全獨立的雙總線供電方案

12上走線柜UTU-NT400K中達電通個6400*995*1950mm

13蓄電池DCF126-2/500中達電通節(jié)696系統(tǒng)后備15min

14蓄電池DCF126-2/1000中達電通節(jié)696系統(tǒng)后備15min

15電池開關柜1250A中達電通套4并機共用電池組方案

1000*995*1950 mm

16電池開關箱1250A熔絲中達電通套8

17電池架174只/套中達電通套4

18SNMP卡內(nèi)置式SNMP卡臺達套10遠程及網(wǎng)絡監(jiān)控

5 應用案例

四川電信成都二樞紐貝森19樓IDC天府數(shù)據(jù)中心機房，共放置400架49U標準服務器機柜，IDC機房主要為金融及政府單位提供場地租賃管理服務，本期工程設備總容量為1600KVA.為保障IDC數(shù)據(jù)機房內(nèi)設備穩(wěn)定、可靠、無間斷的運行，采用臺達NT400KVA UPS 2套“2+1”并機冗余供電系統(tǒng)，分別為IDC機房內(nèi)所有設備提供電力保障。設備清單如表2所示。

表2 設備清單

序號名稱數(shù)量備注

1GES-NT400K（12P） UPS6臺組成2套“2+1”并機冗余系統(tǒng)

2400kVA 配套11次諧波濾波器6臺降低諧波污染

3旁路均流電感柜2臺每臺內(nèi)置3個旁路均流電感

4專用電池開關箱6臺

5電纜RVV 240mm21000m電源系統(tǒng)設備之間連接電纜，包括電纜敷設施工，每相采用兩根并聯(lián)

6上進線柜4個每個“2+1”并機系統(tǒng)采用2個上進線柜，電纜采用橋架走線，通過上進線柜接至UPS主機及配套設備

6 產(chǎn)品優(yōu)勢

產(chǎn)品最關鍵的優(yōu)勢如下。

⑴ 采用H級絕緣隔離變壓器，最高耐溫度180°。

⑵ 獨立逆變架構設計，可實現(xiàn)100%不平衡負載，抗沖擊能力強。

⑶ 過載能力強，125%負載 10分鐘，102%連續(xù)運行。

⑷ 可增加濾網(wǎng)適應更惡劣環(huán)境。

除以上幾點工業(yè)場合特別注意的要點外，還具有如下特點。

⑴ 雙變換純在線式設計 .

⑵ 可8臺UPS并機冗余，無須外加并聯(lián)控制卡。

⑶ 使用大型中文及多國語言圖形化LCD顯示。

⑷ 寬廣的輸入電壓范圍。

⑸ 逆變器采用全橋架構技術，可100%三相不平衡供電，且負載適應性最強。

⑹ 磁性組件采用H級絕緣防護等級設計，安全性高。

⑺ 充電系統(tǒng)采DIN41773國際標準。

⑻ 設計有電池溫度補償，延長電池使用壽命。

⑼ 電池組共享（Common Battery）。

⑽ 可遠程遙控或面板控制緊急事故關機功能（EPO） .

⑾ 高整機效率。

⑿ 標配有手動維護旁路開關功能（MBS）。

⒀ 輸入端可作雙回路供電設計。

⒁ 具有輸出隔離變壓器。

⒂ 輸出過載能力強。

⒃ 采用多組微處理器控制與模塊化設計，維護簡易。

⒄ 內(nèi)建SRAM,可以儲存多于500筆信息數(shù)據(jù)。

⒅ 可搭配電力監(jiān)控軟件，對UPS作網(wǎng)絡及遠程監(jiān)控。

⒆ 提供超過4種以上的通信接口可供選擇。

⒇ 智能變速風扇，低噪音，節(jié)省電費及提高風扇使用壽命。

（21）短路保護設計與超強防雷擊保護。

7 結束語

大型數(shù)據(jù)存儲中心兩路在線式高智能容錯UPS供電方案采用臺達GES-NT400K UPS,每路均為N+1并聯(lián)冗余配置，該方案具有高可靠性、高容錯性，省電節(jié)能，運行穩(wěn)定，操控方便等。