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模块化UPS打造最高级别的数据中心基础设施

2015-10-27 11:14:07??????点击:

模块化UPS较之传统UPS,它的安全性得到了进一步的提升,是安全级别最高的供电解决方案。作为担负着数据中心安全的UPS供电系统,模块化UPS的高安全性必然会使其得到用户的认可。


    "系统模块化设计"是数据中心机房基础设施设计的重要理念和基本策略,数据中心机房设计建造中的很多问题都与系统模块化程度有关。模块化以及与之关系紧密的标准化,为数据中心带来了广泛的好处,它不仅简化了从初始规划到日常操作的每一个流程,还显著改进了数据中心商业价值的所有三个主要组成部分——可用性、适应性和总拥有成本。
   
   模块化UPS是可用性级别最高的模块化系统,引领着数据中心基础设施设计建造的理念和方向。可修复和可快速修复功能是提高系统可用性的关键,“系统模块化”是可修复和可快速修复的根本条件,以供电系统为例,UPS设备是整个供电系统中可靠性最薄弱的环节,于是,数据中心设计者首先把模块化设计理念用在UPS供电系统的设计中,把冗余容错和插拔修复技术同时应用到一台UPS中,这就是当前已在市场上广泛推广应用的“模块化UPS”。
   
   模块化UPS可以认为是一个具有多重冗余结构的可扩充、可快速修复的模块化系统,系统主要包含以下组成部分:输入配电、输出配电、N+1功率转换模块、N+1电池模块、1+1控制管理模块、集中静态旁路、维护旁路。 
   
   功率模块在物理结构上是一个完整的可插拔更换的单元,应具备完整的AC/DC、DC/DC和DC/AC转换以及不停电供电控制功能,在配置输入输出配电和相应电压的电池后,就是一台UPS;把电池分组是为了实现冗余功能,总容量由整台模块化UPS设计容量确定,在物理结构上每组电池构成一个独立的可插拔更换的单元;集中静态旁路在物理结构上也是一个可整体安装更换的单元,其容量等于整台模块化UPS设计输出容量;控制管理模块也是可插拔安装更换的,其功能主要有三个:第一个是整个系统工作状态信息的收集,如输入、输出电压等;第二是整个系统功能的控制,如系统并联逻辑控制,切入、切出旁路等;第三是作为系统与外界通信的接口。
   
   模块化UPS运行模式和控制过程有以下几种情况:
   (1)正常运行,所有模块的整流单元并联运行,将输入交流电转换为直流电,再向逆变单元供电的同时保证电池组的浮充。所有的逆变单元并联运行,将直流电转换为高质量的交流电输出,输出电压同频率、同相位、同幅值,均分负载电流; 
   (2)市电正常,如果一个功率模块发生故障,在智能管理模块的并联逻辑控制命令的调控下,自动将该功率模块关机的同时,把该模块输入输出主电路的继电开关断开,系统继续正常运行,负载由并联的其他功率模块供电,只不过系统不再具备冗余功能。此时系统给出报警信号,已从系统脱开的功率模块可用插拔方式在数分钟内更换; 
   
   (3)市电正常时,在系统中已有一个功率模块因故障而处于离线待插拔更换而系统已不具备冗余功能的情况下,如果此时又有一个功率模块发生故障或者负载出现过载情况,则系统自动转集中静态旁路运行状态,并机逻辑控制命令会使所有功率模块输入输出主电路继电开关断开而由市电直接向负载供电; 
   
   (4)在市电和UPS系统都正常情况下,如果负载发生过载或者短路,当负载超过系统额定输出容量,而小于全部功率模块输出功率的总和时,系统可继续正常运行,同时发出报警信号,说明此时系统已不再具备冗余功能;如果负载过流量超过所有功率模块输出额定功率的总和,则并机逻辑命令会使所有功率模块输入输出主电路继电开关断开并自动转系统静态旁路,由市电直接应付过流的负载; 
   
   (5)市电故障,在检测到市电故障的情况下,整流器能够自动的将直流母线与交流输入隔离,同时,电池组进入放电状态,由逆变器保证负载的连续运行;一旦市电恢复,UPS能够在不需要人为干预的情况下,自动恢复到正常运行模式; 
   
   (6)手动维修旁路,完整的UPS应包含一个手动维修旁路开关,以便在整个系统故障或者需要进行紧急维修时,将系统转维修旁路。 
   
   (7)故障修复:可快速修复是模块化UPS最重要的特征之一,通常系统中的重要环节和可靠性相对薄弱的环节在物理结构上都组成独立的模块,并且可用拔插的方式进行安装和更换修复,这样在这些模块发生故障时可在最短的时间内进行修复。 
   
   作为为引领数据中心基础设施理念和方向的模块化 UPS供电系统,其高可用性是满足现代数据中心供电需求的最核心优势,可以提供最优的客户价值。

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