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现代数据中心供电系统规划设计(八)(1)
  • 在数据中心中,供电系统是基础设施最重要的子系统之一,文中将针对现代数据中心供电系统规划设计要求、数据中心供电系统存在的问题和设计理念的变化
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      陈冀生1张广明2
      
      (1.先控捷联电源设备有限公司,石家庄050035)
      
      (2.中国电源学会专家委员会,天津300111)
      
      摘要:在数据中心中,供电系统是基础设施最重要的子系统之一,文中将针对现代数据中心供电系统规划设计要求、数据中心供电系统存在的问题和设计理念的变化、数据中心供电系统方案的选择、对UPS设备性能指标的重新认识、系统模块化与模块化UPS、高频机型UPS将成为现代数据中心UPS设备的首选机型、直流输出DC-UPS系统的研究和应用前景、数据中心备用能源的配置、数据中心供电系统的节能设计、供配电系统设备的布局设计与安装等问题,分专题进行系统的介绍和讨论。
        
      8 数据中心供电系统备用能源
      
      数据中心供电系统实现不停电连续运行的最基本的条件是必须具备备用能源。在当代数据中心供电系统中必须有的备用能源有两种,一是备用柴油发电机(或完全独立的第二路市电),用于在主供电电网故障时继续维持数据中心正常运行;二是备用电池,用于在主供电电网故障后备用油机起动和在切换时间内支持UPS继续向关键IT负载供电。本篇将对这两种备用能源的配置方法、设备选用要求和使用维护中的问题作全面的论述。
      
      8.1直流备用能源— —蓄电池
      
      在数据中心供电系统中,蓄电池是UPS设备的一部分,它的使用环境、充放电管理和维护都与UPS相关。
      
      8.1.1备用电池的特性和特征参数
      
      (1)电池容量
      
      电池组的额定容量是在规定的放电率下得出的:


      
      例如,12V、6Ah/10h,此规格定义为输出直流电压12V,标称容量为6Ah,放电率条件为10h。具体含意是:把输出直流电压12V的电池组置于以10h恒放电率条件下进行放电,一直放到其输出电压由12V降到允许下限电压(10.5V)时,所测到的总安时数应为6Ah。
      
      (2)放电率对电池实际可输出容量的影响


      
      图8.1为蓄电池典型的放电特性曲线,图中标的C为电池容量,C(Ah)等于放电电流(A)与电池电压达到下限值的放电时间(h)的乘积。
      
      在实际使用时,其放电率并不等于标准容量规定的放电率,当实际放电率大于标称容量规定的放电率时,其实际输出的容量要小于标称容量。我国电力、邮电标准规定,10h率电池,当采用1h率放电时,其容量为标称容量的55%,即0.55C10。图8.1所示的放电曲线反映了不同的放电率对电池容量的影响。
      
      由图8.1中曲线可知,电池的实际放电电流越小,电池的电压能维持的稳定时间越长,反之亦然。例如,对100Ah电池组而言,当放电电流为5A时,放电率为0.05C,其输出电压维持在12V以上的时间长达10h以上,当电池电压下降到临界电压10.5V时,放电时间可达20h,电池释放的容量基本上是它的标称容量。若将放电电流增大至100A,放电率为1C,则输出电压维持在12V以上的时间不到10min。当电池电压下降到临界电压时,可维持放电时间超过30min,实际放出的容量为58.3Ah左右,远低于标称容量100Ah。
      
      从图8.1曲线还可以看出,电池组允许的放电临界电压值和实际可供利用的容量(Ah)都与电池的放电电流大小有密切的关系,如表8.1所示数据。


      
      不同的放电率情况下,电池端电压下降的临界值也在变化,放电率低时,例如0.01C时,所允许的电池端电压下降也高(10.5V),放电率大时例如1C,允许的电池端电压下降也可以低些(8V)。表8.2列出了这种关系。


      
      (未完待续)

    【红尘有你】

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