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n+x模块化UPS的应用及前景(5)
  • 当前数据中心建设如火如荼,具有关方面统计,到2012年数据中心机房可达53.2万个。可见用电量之大不可忽视。
  • 从上面的例子可以看出n+x模块化结构系统在任何时候的可靠性都高于单个模块。只有式(1)中(1-r7)的‘7’时,系统的可靠性:
      
      R1=1-(1-0.99)(1-0.99)=1-(1-0)(1-0.99)=0.99(5)
      
      实际上模块数量=是绝对不可能的,所以n+x模块化结构系统的可靠性低于单个模块的可靠性也是不可能的。

    五、现代n+x模块化冗余并联UPS的应用前景
      
      有数据报导,现在数据中心机房已有53.2万个,规划使用年限510年的机房就占41%,即近22万个,10年以上的站32.6%,即17.3万多个。由此可见,作为直接为IT设备供电的UPS已经是前途远大。更何况单个模块规模已有300kVA的产品,而且目前也已经有用2040kVA为基础构成上兆瓦机房供电系统的例子。因此,n+x模块化冗余并联UPS的应用前程远大。如果一个低于600kVA的机群机房模块,在双总线供电时就可以采用在一个机柜中放置300kVA3模块的2+1模式,如图14所示。在这里只用了两个柜子,而如果用300kVA的塔式机柜就需要用6个柜子。需要说明的是这里的300kVA模块都是可以热插拔的,而塔式机就没有这个优点。若不用双总线供电就更简单了。只需用一个放置300kVA3模块的2+1模式柜子即可。这样一来就更方便了一个机群模块的建立了。如图15所示,每一排机柜群就是一个机房模块,这就方便了边增容边投资的节约建设理念。图中只需一个供电柜就可实现冗余供电的目的,一个柜子代替了3个柜子。当然这里的模块首先是高频机机型UPS。只有这样其外形尺寸和重量才可与一个300kVA工频机型UPS相当。

    n+x模块化冗余并联UPS结构还可以将TIA-942供电结构在设备量相同的情况下将可靠性升级。国外的TIA-942供电模式有四种,即G1,G2,G3和G4,我国的标准中也参考这个标准在GB50174—2008中制定出了自己的划分标准,不过根据TIA-942的介绍和我国的排序习惯,在划分顺序上正好与其相反,如表1所示。

    图12(a)是TIA-942G1标准的单机UPS供电模式。在这里虽然也可用三相电压中的其中两相实现双总线供电,但毕竟还是一台电源,电源故障了,两相就没电了。即使一相出了问题(比如这一相接触不良导致掉电),但也必须停机检查,也不可带电操作。而n+x模块化冗余并联UPS结构就不同了,由于是冗余结构,可以将故障模块取下来修理。所以尽管也是单机供电,实际上已升级到G2的水平。或者说n+x模块化冗余并联UPS结构的出现使G1标准成为过去。

    图17表示的是TIA-942的G3供电模式,可以看出它是双总线供电模式,不过只有一路是UPS,而另一路则是直接接市电。这里的UPS应该是单机,为什么不能是双机并联呢?问题是如果这一路可以双机并联,那为什么不移到另一路上去呢?那样一来不觉成了G4模式了吗?何乐而不为呢!如果单机UPS这一路换成n+x模块化冗余并联结构,岂不是将这一路的可靠性又提高了吗。该系统的可靠性就不是原来G3模式可以比拟的了。

    至于TIA-942的G4供电模式方框图,如图18(a)所示。在这里的两路电源都是UPS,如果系统要求更高的可靠性,一般都采用(1+1)*2的模式,如图18(a)所示。从方框图可以看出,UPS和断路器的设备量增加了一倍多。如果是(2+1)*2、(3+1)*2,等等,其设备量就会非常大。而且在此情况下的输入功率因数和效率都会下降,目前很多机房的实践已经证明了这一点。图19示出了用塔式机和用模块机(1+1)*2的供电模式系统的比较。从图中就可以明显地看出,在用工频塔式机(1+1)*2的供电模式时,用了4个机柜,4个输入开关,尤其是当单机容量很大时,比如800kVA,那么断路器开关就是1200A以上的容量,仅仅这个开关系统就得占一个柜子,这样一来就是8个柜子,占地面积和重量就会很大。而用n+x冗余并联式模块机(1+1)*2的供电模系统时,情况就大不一样了。首先n+x冗余模块化UPS的结构都是高频机型结构,节约了大量的原材料,使原来的8个柜子缩减成4个柜子,而单个柜子的体积比工频时也小了½~2/3,这是一个很大的节约。由于效率比原来的工频机型UPS提高了至少5个百分点,所以可靠性也大为提高。

    因此,n+x冗余并联模块式UPS的前途远大,而且是一个节能高效的典型产品。(御风)

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