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数据中心UPS冗余供电系统设计案例之总体设计

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  在数据中心的动力照明配电已经按计算机数据中心设计标准没计的前提下,在没计UPS供配电系统时,要求从数据中心所在的建筑物变电室引两路三相五线制电源到数据中心UPS配电柜,总容量为ups不间断电源供配电系统设备容量的125%。总体要求如下。
  1)数据中心所在建筑物的电源进线应满足一级负载供电。
  2)工程设置弱电专用接地系统与其他强电设备不得共用同一同路,接地电阻不得大于1Ω。
  3)各分路开关使用空气断路器。
  4)分支电路至终端尽可能靠近所供应设备3m内,ups不间断电源插座采用美标插头。
(1)系统设计。
  对于数据中心内的设备而言,无污染、不间断的电源供应是极其重要的。因为公用电网常会受电压变化甚至供电中断的影响。可靠的解决办法是采用UPS供电系统,UPS不仅保证可靠的连续供电,而且UPS输出比较稳定,没有瞬变和谐波。在数据中心中ups不间断电源的主要供电对象有:服务器;收费和财务终端设备和计算机;网络设备和通信设备;闭路电视监控电视墙等。
  UPS配电柜采用模块式配电柜,断路器采用C65N型产品,浪涌保护器采用OB()产品,最大放电电流规格为40kA;整个配电柜具有过载、短路、缺相保护、防雷击功能。
(2) UPS设备选型。
  对于普通的数据中心应选用智能型在线式UPS两台,100%的冗余,计算负载率为75%。备用蓄电池按4h考虑。UPS系统应具有以下工作模式。
  1)正常供电模式。市电经整流器转换成平稳的直流电向逆变器和蓄电池供电,通过逆变器将直流电转换成纯净的交流电并与市电输入锁相同步供给负载。
  2)蓄电池供电模式。当市电故障、停电或市电电压、频率超出UPS允许范围时,逆变器继续向关键负载供电,没有任何切换,只是由蓄电池为逆变器提供电能。由于蓄电池连接在系统直流母线上,因而市电中断或恢复时,UPS的输出对负载没有任何影响。
  3)自动旁路模式。如果由于过载、使用环境过温、负载故障或UPS内部故障,使UPS不能正常工作时,UPS静态旁路开关将自动地把负载切换到市电旁路,当故障消失后,ups不间断电源自动切换回正常逆变器供电方式,无论从逆变器供电转至自动旁路供电电池检测仪或由旁路转至逆变器供电,都是自动无间断进行,应而ups不间断电源输出对负载没有影响。
  4)手动旁路模式。在维修、维护或其他特殊情况下,可通过旋钮操作,转为旁路供电模式,由于转换过程采用先通后断方式,因而转换过程也无间断。
(3)系统主要技术指标及参数。
  1)市电输入指标。
  输入电压范围:290——478V。
  输入频率范围:50Hz或60Hz±5Hz。
  输入浪涌保护:符合ANSIC62.41,A及B类;EN50091-2及EN50082-2标准。
  输入功率因数:0.96。
  输入电流失真:带输人滤波器小于10%。
  2) UPS输出指标。
  输出电压谐波失真小于5%(100%非线性负载,峰值因数3:1);小于2%,线性负载。
  输出电压瞬态响应特性小于±5%(带100%阶跃性负载时),在Ims内完全恢复到输出电压的标称值。
  输出频率(本振频率):±0.005Hz。
  输出频率同步跟踪范围:(±0.5——±2.O)Hz可调。
  输出频率的同步跟踪速率:1——3Hz/s(可选)。
  输出电压的调节范围:±1%。
(4)蓄电池组。
  与ups不间断电源主机柜相配套,可与UPS主机并列安装或独立安装,备用时问5h,可充电到90%额定蓄电池容量。
(5)环境指标。
  1)工作环境温度:0——40℃,推荐使用温度25℃;相对湿度:5%——95%(无冷凝)。
  2)电磁兼容性:符合EN50091-2 (IEC801)。
(6)安全标准。
  UPS产品应符合以下标准。
  1)符合IEC950-国际电工协会电磁兼容性标准。
  2)符合EN50091-1-国际电工协会电磁兼容性标准。

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