数据中心供电方案设计教材课件

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,23,Delta Confidential,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中达电通股份有限公司,UPS,产品处,李焕一,2011,年,6,月,数据中心供电方案设计,中达电通股份有限公司UPS产品处李焕一 2011年6月,目 录,数据中心设计标准介绍,UPS,供电系统存在的问题,供电系统选择方法,模块化全隔离双总线方案,产品介绍,目 录 数据中心设计标准介绍,GB50174,可靠性、可用性要求,GB50174可靠性、可用性要求,TIA942,可靠性、可用性要求,TIA942可靠性、可用性要求,（,1,）系统可靠性问题；,单路径故障点多、设备可靠性差、维护难度大。,（,2,）系统电流谐波干扰问题；,电网和系统本身形成干扰、增加滤波设备、,降低输入功率因数和能源利用率、对地线系统提出苛刻要求等。,（,3,）系统成本和能源消耗问题；,系统复杂性提高了购置成本和运行成本、电流谐波的存在增加了滤波,设备、输入功率因数的低下降低了系统设备容量利用率。,（,4,）系统标准化问题；,系统复杂为标准化带来困难，系统设计建造停留在手工业阶段。,（,5,）系统的灵活性和可扩展、变更问题；,以计划容量一次性投入、难以变更和扩展，缩短了生命周期。,（,6,）系统使用维护难度问题。,要求较高的维护水平，多供应商和非标准化使故障修复困难。,UPS,供电系统存在的问题,（1）系统可靠性问题；UPS供电系统存在的问题,供电系统选择方法,是,否,是,否,是,否,系统允许,12,小时,/,半年或者,24,小时,/,一年停机维护,系统允许,12,小,时,/,年停机维护,系统要求每个子系统在,维护期间都要冗余配置,“,N,”,系统,“N+1”,系统,“2,（,N+1,）”系统,“2N”,系统,供电系统选择方法是否是否是否系统允许12小时/半年或者24小,N,系统定义：,与关键负载规划容量相等的单台,UPS,模块或一组并联,UPS,模块构成的系统,;,N,配置是关键负载供电的最低要求,;,为了系统维护,需要外部维护旁路，,优点：,设计概念简单，硬件配置成本低廉；,由于,UPS,工作在设计满负荷条件下，因而其效率最高；,具备高于市电的可用性；,可进行并机扩展增容（并联多个额定值相同的,UPS,模块）。,缺点：,可用性有限，因为如果,UPS,模块出现故障，负载将转换到旁路供电，从而,处于无保护电源下；,UPS,、电池或下游设备维护期间，负载处于无保护电源下（持续,2-4,小时）；,缺乏冗余，限制了在,UPS,发生故障时对负载的保护能力；,存在多个单故障点，这意味着系统的可靠性由其最薄弱的环节决定。,“,N”,系统,N 系统定义：“N”系统,定义：,输出直接并机，“备用的”容量至少等于一个系统模块的容量,;,要求采用同一制造商生产的相同容量的,UPS,模块。,优点：,可用性要高于“,N”,配置；,可根据需求的增长进行扩展。硬件布置不仅设计概念简单，而且成本低廉；,缺点：,并联模块必须采用相同的设计、相同的制造商、相同的额定值以及相同的技术与配置；,UPS,系统的上游与下游仍存在单故障点；,在,UPS,、电池或下游设备维护期间，负载处于无保护电源下,由于各个,UPS,设备的利用率均低于额定用量，因此运营效率较低；,所并各台需要一个逻辑控制总线，因而存在单路经故障点；,并机台数增多时，需要外部静态开关和并机控制柜，,系统仍需要一个公共的外部维修旁路。,并联,“,N+1,”,系统,定义：输出直接并机，“备用的”容量至少等于一个系统模块的容量,定义：,双总线系统、多路并联总线、双输入、,2(N+1),、,2N+2,、,(N+1) + (N+1),以及,2N,等都指的是该配置的变体。,其基本设计概念，是允许每一个电气设备都可以在无需将负载转换到市电的,条件下出现故障或手动关闭。,优点：,两条独立的供电线路，无单路径故障点，容错性极强；,该配置为从电力入口到关键负载的所有线路提供了全方位的冗余；,在,2(N+1),设计中，即使在同步维护过程中，也仍存在,UPS,冗余；,无需将负载转换到旁路模式，即可同步维护；,更容易使各,UPS,系统均分负载，并了解哪些系统为哪些负载供电。,在设计中无需再面对,STS,设备及其复杂的故障模式，从而使系统可用性得到,了显著提高。,缺点：,冗余组件数量多，成本高；,由于未达到满负荷工作状态，,UPS,效率低下；,一般的建筑物不太适合采用可用性极高的双总线系统，因为这种系统需要,对冗余组件进行分开放置,(,实现更高级别的隔离,),。,双总线系统冗余,定义：双总线系统、多路并联总线、双输入、2(N+1)、2N+,传统的双总线方案图,两路市电经,ATS1,切换，与油机冗余后再经,ATS2,切换后到输入配电柜，即到两条不同总线上的,UPS1,和,UPS2,，两路输出再各经输出配电柜给双电源负载供电,为满足单电源负载的需求，增加了,STS,切换柜；并为使,STS,同步切换，又增加了,LBS,控制器,市电,1,市电,2,ATS,1,油机,ATS,2,输入,配电,柜,UPS,电源,1,UPS,电源,2,输出,配电,柜,1,输出,配电,柜,2,STS,单电,源负,载,双电,源负,载,LBS,传统的双总线方案图两路市电经ATS1切换，与油机冗余后再经A,传统双总线方案中的问题,单点故障点,问题：单点故障点多,问题：同步控制器制约了可靠性,传统双总线方案中的问题单点故障点问题：单点故障点多,全隔离双总线方案,全隔离双总线方案，有最高可用性,系统实现了单条总线与另一条总线各部分的冗余，和总线全隔离,系统实现,ATS,、输入配电柜的冗余；将集中,STS,更改为分散机架,ATS,；采用台达,UPS,，减少了,LBS,控制器（功能已内置在,UPS,中）,全隔离双总线方案全隔离双总线方案，有最高可用性,全隔离双总线方案的优势,全隔离,内置,LBS,无传统外置,LBS,的单点故障问题,整个系统里没有互相影响的总线线路，可实现各总线隔离维修，具有更高的可靠性,最短的,MTTR,和更高的可靠性,比如以,2,台,60kVA,的模块化,UPS,实现双总线方案，可靠性比传统,UPS,提高,33,倍,因为模块化,UPS,是热插拔模块结构，维修时间最短,更经济的总体拥有成本,更低的初装成本，更低的运行成本，更低的扩容成本,全隔离双总线方案的优势 全隔离,购置成本分析,方案,1,普通,UPS,2N,双母线,方案,2,模块,UPS,2N,双母线方案,单机容量,60kVA,60kVA(3,个,20kVA,模块,),总容量,60kVA,60kVA,主机数量,2,台,2,台,ATS,数量,2,台,3,台,输入输出配电,4,套,4,套,STS,1,套,（,60kVA,）,0,套,机架,ATS,0,套,3,套,（3,kVA,）,电池组数,2,组,2,组,购置成本分析方案1普通UPS 2N双母线方案2模块UPS,扩容成本分析,方案,1,普通,UPS 2N,双母线,方案,2,模块化,UPS,2N,双母线方案,扩容方案,再并联,1,台,60kVA,以,20kVA,模块为单位按需扩容,总容量,120kVA,120kVA(,无须增加机柜,),扩容占地面积,增加,(UPS,主机,+,电池,),只需,增补电池,扩容外部设备,增加,(,电缆、空开等,),无须,扩容成本,高，扩容复杂,低，仅购买模块热插入扩容,扩容成本分析方案1普通UPS 2N双母线方案2模块化UPS,运营成本分析,负载,36kW,，因是,2N,双母线方案，平时每路,UPS,只带,18kW,的负载，相当于每路运行,37%,的负载,方案,1,普通,UPS 2N,双母线,方案,2,模块,UPS,2N,双母线方案,UPS,带载,37%,37%,整机效率,88%,94%,耗电量,(,度,),43004,20129,自耗电费,(,元,),工业用电,1.5,元,/,度,64505,30194,年度节省电费,(,元,),34311,运营成本分析 负载36kW，因是2N双母线方案，平时每路U,两个方案综合比较,方案 项目,方案,1,普通,UPS 2N,双母线,方案,2,模块,UPS,2N,双母线方案,系统可靠性,低,高,MTTR,8,小时,10,分钟,系统可用性,低,高,设备投资,高,高,运行成本,高,低,两个方案综合比较 方案 项目方案1普通,智能容错,HIFT UPS,大中型系统的安全保障,（,20480kVA,）,InfraSuite,供电系统,-,UPS,智能容错 HIFT UPSInfraSuite供电系统-UP,模块化设计，系统修复时间最少，修复效果最好,N+X,冗余，系统可靠性最高,从,20,到,480kVA,，可以,20kVA,为单位随需扩容，投资最经济,轻载效率即高达,94%,，运行成本最低,小配件就可进行大管理，动环监控功能最全面,InfraSuite,供电系统,-,UPS,InfraSuite供电系统-UPS,InfraSuite,供电系统,-,列头柜,分路的电流侦测,输出开关热插拔,智能化,可实现网络管理,外观与机柜一致,30KVA-300KVA,InfraSuite供电系统-列头柜 分路的电流侦测30KV,PDU,配,SNMP,网卡,(,选件,),可以实现通过,Ethernet,网络远程通讯,状态轮巡按钮，翻看运行参数；还有报警,LED,，显示过流或过,(,欠,),压状态,数字颠倒显示,在机架后部垂直安装，不需要工具，不占用机柜的有效空间,单相、三相两种供电方式，符合中国或国际标准电压,有两个,RS232,串口，最多可以,16,个,PDU,之间通讯,输入接头满足,IEC309,输出口满足,IEC320,智能的机柜电源分配单元,PDU配SNMP网卡(选件)可以实现通过Ethernet网络,Q & A,Q & A,谢谢,!,谢谢!,