解決方案
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配置
序號 | 項 目 | 描述 | 型號 | 品牌 | 單位 | 數量 |
1 | 機房市電輸入柜1 | 市電1接入,并為UPS配電柜A、機房動(dòng)力配電柜、UPSC提供電力。1600A/3P,配置防雷,選用施耐德產(chǎn)品,Prisma柜體。 | Prisma | 施耐德 | 臺 | 1 |
2 | 機房市電輸入柜2 | 市電2接入,并為UPS配電柜B、機房動(dòng)力配電柜提供電力。1600A/3P,配置防雷,選用施耐德產(chǎn)品,Prisma柜體。 | Prisma | 施耐德 | 臺 | 1 |
3 | UPS配電柜A | 為UPS-A供電,1000A/3P,配置智能電量?jì)x,配置防雷模塊,選用施耐德產(chǎn)品,Prisma柜體。 | Prisma | 施耐德 | 臺 | 1 |
4 | UPS配電柜B | 為UPS-B供電,1000A/3P,配置智能電量?jì)x,配置防雷模塊,選用施耐德產(chǎn)品,Prisma柜體。 | Prisma | 施耐德 | 臺 | 1 |
5 | UPS輸出配電柜A | UPS-A輸出配電柜,800A/3P,為智能列頭柜配電,配置智能電量?jì)x,配置防雷模塊,選用施耐德產(chǎn)品,Prisma柜體。 | Prisma | 施耐德 | 臺 | 1 |
6 | UPS輸出配電柜B | UPS-B輸出配電柜,800A/3P,為智能列頭柜配電,配置智能電量?jì)x,配置防雷模塊,選用施耐德產(chǎn)品,Prisma柜體。 | Prisma | 施耐德 | 臺 | 1 |
7 | 機房動(dòng)力切換柜 | 為機房精密空調,冷凍水機組,新排風(fēng)機,市電插座,制冷專(zhuān)用UPS等設備提供電源;并提供制冷專(zhuān)用UPS的輸出配電。ATS雙電源切換 ,630A/3P,配置智能電量?jì)x,配置防雷模塊,柜體選用施耐德低壓產(chǎn)品,Prisma柜體 | Prisma | 施耐德 | 臺 | 1 |
8 | 智能列頭柜 | 智能列頭配電柜, 5.7 英寸高清晰度智能觸摸顯示屏,l 施耐德EUROSTAR配電母線(xiàn)系統,配置施耐德PM810智能電量?jì)x,提供RS232/485及以太網(wǎng)口,標準機柜大小,最大可擴容至84路。 | PMM | 施耐德 | 套 | 6 |
9 | 智能配電盤(pán) | 智能配電盤(pán),5U高度,機架式安裝,可提供18路32A/1P的輸出斷路器。配電模塊可實(shí)現在線(xiàn)熱插拔,可監控輸出每路的電流電壓等參數,可設計報警閾值,可遠程監控。 | PDPM138-5U | 施耐德 | 套 | 7 |
1. UPS供電系統
1.1 選型原則
◆ UPS系統的高可用性
必須具備良好的冗余能力,以保證機房供電系統的高可用性.
◆ UPS系統擴容能力
選擇可以順利擴容的模塊化UPS系統[可以滿(mǎn)足初期負載(300KW)及遠期擴容后(500KW)的需求],在遠期負載增加是可以順理平滑的實(shí)現系統擴容。
◆ UPS系統的運行效率
減少UPS系統的運行成本,對于大型UPS系統.每年的運行費用是非常龐大的,因此需要選擇效率高的UPS系統, 同時(shí)兼顧UPS系統的可靠性與效率的平衡(UPS系統負載帶載率越低,其運行效率越低,運行成本也就越高)。
◆ UPS系統的智能監控
能夠實(shí)現柜UPS系統的狀態(tài)參數及輸出配電的智能監控,報警,以實(shí)現機房供電的高可用性.
◆ UPS系統的安裝空間及承重
將UPS機柜與UPS輸出配電柜并排放置,共同使用維護空間。
1.2 UPS系統配置
從以上選型原則及容量計算出發(fā),我們建議采用二臺模塊化UPS系統組成2N系統,作為機房UPS供電系統。滿(mǎn)足A級機房的標準。
建議機房初期采用二套單機容量為300KW的UPS系統作為供電系統的保護電源. 滿(mǎn)足初期負載(300KW)的需求,同時(shí)該設備可以在未來(lái)擴容到500KW以滿(mǎn)足未來(lái)機房負載擴容的需要。
UPS供配電系統應包含:UPS輸入輸出柜、功率模塊柜、帶配電的維修旁路柜以及電池保護柜。并且UPS系統所有的模塊均可實(shí)現在線(xiàn)熱插熱拔(無(wú)需轉旁路)。
方案考慮機房建設的可用性、靈活可變化、設備的整齊化一、可維修性,并實(shí)現在TCP/IP的統一網(wǎng)絡(luò )平臺上實(shí)現機房設備的“即插即用、即管理”。
機房前端電力來(lái)自大樓配電室,輸出到ATS雙電源切換柜,經(jīng)過(guò)切換輸出到UPS配電柜和機房動(dòng)力配電柜中。通過(guò)UPS配電柜一路輸出(3相,1000A)引一路電源至UPS系統,經(jīng)過(guò)UPS系統調整后輸出至UPS系統輸出配電柜,之后通過(guò)兩路輸出引到機房?jì)鹊膬蓚€(gè)精密列頭柜,實(shí)現對每個(gè)服務(wù)器機柜的配電。
模塊化UPS圖示
1.3 蓄電池配置計算
數據中心斷電后的延時(shí)時(shí)間取決于UPS系統蓄電池的延時(shí)時(shí)間和制冷系統的延時(shí)時(shí)間。數據中心斷電后,如果制冷系統不能保持持續運行,即使UPS可以持續為IT設備供電,數據中心也會(huì )因為環(huán)境溫度的持續升高,出現宕機的危險,因此UPS系統過(guò)長(cháng)的延時(shí)時(shí)間對于整個(gè)數據中心的延時(shí)是沒(méi)有任何意義的。
另外,機房上游的供電系統的架構,對于機房整體的可用性影響非常大,因此合理可靠的供電系統是必要的。
本次UPS系統單機滿(mǎn)載延時(shí)30分鐘(475KW)。
配置一套475KW模塊化UPS,要求滿(mǎn)載延時(shí)30分鐘:要求使用施耐德APC M2AL 2V十年免維護電池,后備時(shí)間為30分鐘。UPS的逆變器效率按照0.97,輸出負載的功率因數為1,選擇電池容量、串連只數、并聯(lián)組數如下:
模塊化UPS PX500 UPS 每組電池的串連只數為288只(2V蓄電池):
根據APC M2AL 2V 1000AH電池放電功率表(下表),選擇30min 放電到1.7v時(shí),每節放電功率為1621W,則需要的電池組數為:
選擇30min 放電到1.7v時(shí),電池放電功率1621w。
即需要的電池配置為:APC M2AL 2-1000電池288只×1組,后備時(shí)間約30分鐘(475KW)??蔀?00KW的負載提供約50分鐘的后備時(shí)間。
1.4 配置
PX500滿(mǎn)載配置,及輸出能力為500KW,初期可配置至300KW,在后期增加功率模塊即可。
序號 | 項 目 | 描述 | 型號 | 品牌 | 單位 | 數量 |
1 | UPS-A | APC Symmetra PX 500,最大可擴展至500KW,本次配置到300KW,包含功率模塊機柜、UPS靜態(tài)旁路和主控制柜、帶配電的維修旁路柜,電池開(kāi)關(guān)保護柜。同時(shí)集成了輸出斷路器(配置開(kāi)關(guān)監控套件),200A/3P×10。 | SY125K500DR-PDNB | 施耐德 | 臺 | 1 |
SYBBE500K500D | 施耐德 | 臺 | 1 | |||
SYPM25KD | 施耐德 | 臺 | 7 | |||
QSGPX-QYCA19382-00 | 施耐德 | 個(gè) | 10 | |||
PD3PADAPT3 | 施耐德 | 套 | 5 | |||
PDT3B-KIT | 施耐德 | 套 | 10 | |||
2 | UPS-A 蓄電池系統 | 蓄電池,500KW負載延時(shí)30分鐘,配置2V/1000AH十年期免維護鉛酸蓄電池,每組288節,共1組。 | BATTM2AH21000VIS | 施耐德 | 節 | 288 |
電池架,三層 | 定制 | 第三方 | 套 | 1 | ||
電池連線(xiàn),線(xiàn)徑3×240mm2,正負地3根,此為單極線(xiàn)徑 | 定制 | 第三方 | 套 | 1 | ||
3 | UPS-B | APC Symmetra PX 500,最大可擴展至500KW,本次配置到300KW,包含功率模塊機柜、UPS靜態(tài)旁路和主控制柜、帶配電的維修旁路柜,電池開(kāi)關(guān)保護柜。同時(shí)集成了輸出斷路器(配置開(kāi)關(guān)監控套件),200A/3P×10。 | SY125K500DR-PDNB | 施耐德 | 臺 | 1 |
SYBBE500K500D | 施耐德 | 臺 | 1 | |||
SYPM25KD | 施耐德 | 臺 | 7 | |||
QSGPX-QYCA19382-00 | 施耐德 | 個(gè) | 10 | |||
PD3PADAPT3 | 施耐德 | 套 | 5 | |||
PDT3B-KIT | 施耐德 | 套 | 10 | |||
4 | UPS-B 蓄電池系統 | 蓄電池,500KW負載延時(shí)30分鐘,配置2V/1000AH十年期免維護鉛酸蓄電池,每組288節,共1組。 | BATTM2AH21000VIS | 施耐德 | 節 | 288 |
電池架,三層 | 定制 | 第三方 | 套 | 1 | ||
電池連線(xiàn),線(xiàn)徑3×240mm2,正負地3根,此為單極線(xiàn)徑 | 定制 | 第三方 | 套 | 1 |
1.5 方案特點(diǎn)及優(yōu)勢
◆ 高可用性: 模塊化UPS系統具有冗余功能;例如在負載≤475KW時(shí)實(shí)現(N+1)冗余功能;如果負載≤450KW時(shí)可以實(shí)現(N+2)冗余功能,依次類(lèi)推.完全可以滿(mǎn)足現有負載對供電系統的高可用性要求。
◆ 擴容簡(jiǎn)單: 模塊化UPS可以通過(guò)增加功率模塊的方式實(shí)現系統擴容, 只需要在前期將配電按照500KW配置,將來(lái)不需要其他的工作就可以實(shí)現系統的擴容。
◆ 維修方便: 模塊化UPS所有模塊需可支持熱插拔功能,故障判定簡(jiǎn)單準確,可以在幾分鐘之內將故障模塊換下。
◆ 模塊化UPS對前端配電及發(fā)電機的容量要求小,電氣參數需滿(mǎn)足以下要求:
輸入功率因數 滿(mǎn)載: >0.995
半載: >0.99
25% 負載: >0.97
輸入電流諧波: <5%
因此與前端配電及發(fā)電機的配比可以達到1.2:1。
◆ 模塊化UPS系統運行效率高:
該系統效率在正常運行時(shí)>96%
相比傳統UPS主機在效率指標上至少高出4%, 每套系統年節省費用約13萬(wàn)元(500KW負載計算,0.75元/度)。
1.6 大屏及會(huì )議系統UPS配置方案
除了6層機房?jì)?,本次供配電系統還須考慮部分大屏及會(huì )議系統的供配電。根據與客戶(hù)溝通,大屏及會(huì )議系統的用電功率約為80KVA。
大屏系統與機房?jì)鹊?/span>IT負載不是同一類(lèi)用電負載,其安全等級也不在同一水平,為了避免相互干擾產(chǎn)生安全隱患,建議采用不同的UPS系統供電。
由于大屏系統的負載容量基本固定不變,同時(shí)有沒(méi)有太大的負載沖擊,因此建議為大屏及會(huì )議系統提供采用一臺傳統高頻UPS。采用一套APC公司生產(chǎn)的Galaxy 5500系列UPS作為供電系統的UPS保護電源, 額定容量100KVA。后備時(shí)間30分鐘。
大屏及會(huì )議系統UPS配置
大屏及會(huì )議系統模塊化UPS-C | 施耐德Galaxy5500系列 100KVA UPS主機 | G55TUPSM100HS | 施耐德 | 臺 | 1 |
蓄電池系統 | 蓄電池,60KVA負載延時(shí)30分鐘,配置12V/134AH十年期免維護鉛酸蓄電池,每組32節,共1組。 | BATT12134MGE | 施耐德 | 節 | 32 |
電池架 | BATTRACK4 | 第三方 | 臺 | 1 | |
電池連線(xiàn),2(1x50)mm | 定制 | 第三方 | 套 | 1 |
1.7模塊化UPS的優(yōu)勢
方案一 | 方案二 | ||
模塊化雙總線(xiàn)2(N+X) | 傳統UPS雙總線(xiàn)2N | 備注說(shuō)明 | |
可用性 | 在為負載供電的每路供電路徑,UPS系統的冗余度可以根據負載的不同而變化,負載越輕,UPS的冗余度越高;因此,該方案的可用性最高. | 在為負載供電的每路供電路徑,UPS系統的冗余度不能隨著(zhù)負載的不同而變化,及只有一個(gè)冗余度.可用性較好
| 對于雙總線(xiàn)模塊化UPS 系統,每個(gè)供電路徑的帶載率最大為50%,也就是說(shuō),模塊化雙總線(xiàn)系統實(shí)際可以為2(N+N).系統冗余大大提升,提高了整個(gè)系統的可用性. |
可維護性 | 系統各模塊均具備熱插拔功能,故障的恢復速度快.且兩套系統的部件可以互換以備應急需要。 | 傳統UPS內部結構模塊化,但維修需要將該UPS斷電. | 可以對系統快速恢復,滿(mǎn)足重要負載的供電要求. |
可管理性 | 人機界面為觸摸式顯示屏,可以監控的參數包括:電壓,電流,頻率,功率因數,電池組狀況,故障報警,運行日志.并可以通過(guò)運行圖顯示設備運行狀態(tài). 輸出配電狀況:可以監測隨機配置的配電柜的各輸出MCCB支路電流狀況. 遠程監控功能: 隨機配置WEB管理卡,可以通過(guò)WEB瀏覽方式對UPS系統進(jìn)行遠程監控. | 人機界面為普通LCD顯示屏. 可以監控的參數包括:電壓,電流,頻率,功率因數,電池組狀況,故障報警,運行日志. 無(wú)法監測輸出開(kāi)關(guān)支路電流狀況 遠程監控功能: WEB管理卡為選件. | 更高的管理性及良好的人機界面,可以方便管理人員更好的了解系統.節省管理人員的精力. |
可擴容性 | 通過(guò)增加功率模塊就可以最大擴容至250-500KW,擴容簡(jiǎn)單,不會(huì )影響到負載,且成本低. | 擴容相對負載,且需要同時(shí)為兩個(gè)供電路徑增加UPS,占地面積大 | 滿(mǎn)足未來(lái)5-10年機房擴容的需要. |
UPS輸入及手動(dòng)維護旁路柜 | 標準配置,并可以支持電流監控開(kāi)關(guān)狀態(tài)功能. 人機界面為觸摸顯示屏,可以文字及圖形顯示設備工作狀況. | 選配 | 更高的配置使得系統的性能價(jià)格比更好. |
UPS輸出分配柜 | 標準配置,并可以支持電流監控開(kāi)關(guān)狀態(tài)功能.
| 選配 | |
顯示界面 | 10英寸彩色顯示人機界面為觸摸顯示屏,可以文字及圖形顯示設備工作狀況. | 液晶顯示面板 | |
監控 | 標準配置遠程WEB管理卡. | 選配 | |
占地面積 | 3平方米/套*2. 當擴容到250KW時(shí),占地面積不需增加,僅增加功率模塊即可。 | 2平方米/套*2. 當擴容到240KVA時(shí),占地面積需要增加4平方米*2 | 模塊化系統有更高的功率密度,適應更復雜的現場(chǎng)環(huán)境. |
搬運就位 | 可以通過(guò)模塊部件的搬運,到達現場(chǎng)后在組裝在一起,因此不受電梯載重,運輸通道狹窄的影響. | 單機重量達500公斤/臺.設備占地面積1.5平方米/臺.高度達1.9米; 而且無(wú)法拆卸,因此設備就位相對麻煩. | 適應負載環(huán)境,節省安裝費用. |
運行費用 | 按照負載滿(mǎn)載(250KW)計算,每個(gè)供電路徑的UPS設備帶載率為50%, 此時(shí)UPS效率為96% | 按照負載滿(mǎn)載計算,每個(gè)供電路徑的UPS設備帶載率為50%, 此時(shí)傳統UPS效率一般為92% | 如果負載為250KW,效率高出4%,每年就可以節省電費近8.8萬(wàn)元左右,因此,模塊化系統可以節省用戶(hù)在運行方面的費用. |
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