模組化ups系統
精密空調系統
解決方案
施耐德電氣資訊科技（中國）****
機房基礎設施解決方案
第1章 ups配電系統
一、 ups方案選擇
ups電源系統是整個資料中心的核心，必須考慮ups系統的冗餘性和未來的擴容，因此需要採用冗餘結構。ups電源採用模組化、熱插拔、功率模組冗餘併聯的設計方式，按32kw負載配一套60分鐘電池。當乙個甚至多個功率模組故障時，還能支援負載並提供延時。
根據技術要求，ups系統為32kw後備1小時，本方案選用一套國際知名品牌施耐德電氣旗下的apc sy px ups供配電系統。ups主機和電池櫃均採用標準化機櫃設計，減少占地面積。
模組化、熱插拔結構的ups完全按照it裝置的思路和結構設計，功率模組冗餘併聯輸出，控制部分採用冗餘的兩套熱插拔控制模組、兩套邏輯低壓電源模組冗餘設計，可用性高。另外由於模組化熱插拔結構可以非常方便的**增減各種模組，提高輸出功率或維修，因此在可用性、可維護性、擴容性方面具有傳統1+1併聯不可比擬的優點。
因此我們選用apc公司2023年推出的新型symmetra px 48kva 系列電源，每個功率模組的功率為16kva /16kw。根據要求，功率定為32kw 冗餘輸出。即安裝2個功率模組，實現1+1冗餘輸出，為it裝置提供最高的供電可用性。
如果實際負載增加，可以增加功率模組，將系統容量擴充至48kw，及保障系統的安全冗餘，同時避免初期投入過大容量造成的低效和浪費。
二、 ups系統結構圖
根據要求，設計如下，共計3個櫃體，一台ups主機櫃(含ups輸入輸出精密配電),兩台電池櫃。
電池櫃可以選擇模組化電池櫃，也可以選擇普通本地化電池櫃，本處因後備延時較長採用一組100ah電池普通標準機櫃電池櫃。
ups供配電系統原理圖如下：
ups供配電系統平面布置圖如下：
三、 配置清單
ups系統配置清單如下：
四、 ups方案特點：
ups主機為模組化、熱插拔結構、模組冗餘併聯輸出
可用性高。控制模組、控制低壓電源模組均為兩塊冗餘配備，功率模組冗餘併聯輸出，實際形成1+1冗餘。
可維護性高。全模組化熱插拔設計，包括功率模組、控制模組、控制低壓電源模組、通訊模組、顯示模組、靜態旁路模組、電池監控模組、外部維修旁路設計，均使得該系統維修時間縮短，維修難度降低。
適應性好。該產品輸入引數為功率因數0.99，輸入諧波<6%，輸出功率kva=kw ，實際功率大，滿足新型it負載和發電機的要求。
可擴容性好。如果今後負載增加，可以再插入功率模組，最高形成48kw n+x冗餘。
可管理性好。該產品標配多種通訊和管理卡，232，rj45，繼電器介面，epo，功能強大。
櫃體為黑色，19英吋機架式外觀。與伺服器機櫃外觀一致，可直接放在機房裡面，和負載機櫃併排安放。減少中間環節，提高系統可用性。降低其他配套系統的投資,縮短安裝施工時間。
採用外部維修旁路開關，提供真正意義上的不間斷供電。
占地面積小。只有3個機櫃櫃櫃體。
只操作一套系統，操作簡單，降低誤操作的可能性，提高可用性。
五、 sy px 48k 系列模組化ups
技術要點
1、ups不間斷電源部分
隨著高技術的發展，隨著計算機網路和通訊裝置和使用者的應用的可用性要求提高，使用者已經對ups供配電系統提出了更高的要求，如：
1) 要求供配電系統（輸入配電、ups、電池、輸出配電）提供整體可用性，而不只是考慮ups主機的可用性。
2) 要求能根據負載的變化方便的對供配電系統進行擴容，包括輸出功率、後備時間、配電迴路等。
3) 要求快速簡單的對系統進行維護和維修，而不會中斷供電。
4) 要求供配電系統具有冗餘能力，提供更高的可用性。
5) 要求該冗餘供配電系統操作簡單，網路監控管理報警等功能強大。
6) 要求占地面積、承重等要求低，更大程度的符合不同型別機房的要求。
7) 要求使用壽命長，在整個壽命週期中的整體成本低。
根據上述使用者的新的要求，apc公司從2023年起開始對機房供配電系統等基礎設施進行仔細的研究，收集使用者的真實需求，終於在2023年全球首先推出模組化結構的、可熱插拔更換的、冗餘併聯的、ups、電池、配電、監控管理一體化的新型的供配電系統解決方案。
英飛 isx 48kw產品就是apc機房基礎設施整合供配電系統解決方案之一。該系統為all-in-one，即在乙個42u標準機櫃裡面包含了ups、電池、輸出配電盤、監控管理等系統，是一款非常先進的中功率不間斷供配電系統。
該系統完全按照it裝置的思路，採用模組化、熱插拔結構，可**快速擴容和更換維修，並且在多個地方採用冗餘設計，如多個功率模組冗餘併聯，多個電池模組冗餘併聯、2個控制模組、2個低壓控制用電源模組、多個通訊介面等。並且首次將輸出配電部分和ups主機、電池組安裝在乙個櫃體裡面，實現了供配電系統的整體高可用性。
apc 48kva all-in-one ups結構示意圖：
由於整個ups系統均採用模組化、熱插拔設計，則單台ups容量最多可支援到32kva n+1，把乙個模組作為整個系統的備份。使用者的電池後備時間為1小時，則需要配置65ah電池組。
apc模組一體化ups為使用者帶來的優勢：
優化投資
由於idc機房的特殊性，負載的增加並不一定會完全按照使用者的預計來增加，經常會發現，使用者按照預計先購買了很大功率的ups供電系統，執行幾年後負載量才15-30%，造成資金的大量占用和浪費。對於ceo來講，如果能隨意按照負載的增加而採購ups電源，是他追求的目標。而infrastruxure完全能作到這一點。
加快裝配速度
由於infrastruxure系統是根據使用者的實際情況，在apc的工廠內量身訂製，且都採用模組化熱插拔的結構。產品運到現場以後，無需複雜的安裝過程，只需要將模組插入相應的插槽內，從而可以大大加快在使用者現場的裝配速度，減少施工時間。對於以後負載的擴容非常方便。
適應不斷變化的需求
技術革新通常每隔 1.5 到 3（行業平均值）年就發生一次。 隨著業務的不斷發展，機房環境會發生一些變化或調整，電力基礎設施和物理基礎設施都必需適應並滿足這些要求。
更換機櫃上的裝置會導致諸多問題，如：重量密度不同、安裝要求不同（如：dell 公司的伺服器不適宜安裝在 compaq 機櫃上）、單電源裝置與雙電源裝置不匹配、交流裝置與直流裝置不匹配等等。
例如，雙電源伺服器不容易得到為單電源伺服器設計的基礎設施的支援，反之亦然。infrastruxure完全可以適應這些變化。
提供**性故障分析
**性故障分析過去一直是資料中心電源系統難於實現的。 客戶一直依賴於勞動力密集的預防維護操作、紅外線探測等作為他們檢查核實潛在問題的方法。 infrastruxure電源系統具備足夠的智慧型，能夠在故障實際發生前發現這些故障，並提供相應的告警資訊，從而避免大故障的發生，提高了系統的可靠性。
降低平均恢復時間（mttr）
使用傳統ups有任何問題時，必需等待技術人員到現場診斷故障、確定是否必需更換備件。 如果需要更換備件，那麼必須確定備件的位置。 如果需要把備件裝運到現場，技術人員可能還需返回公司。
在傳統系統中，通常有 3 種等級的備件，客戶要儲備這些備件就需要極大的代價。infrastruxure採用模組化熱插拔結構，結合其先進的智慧型容錯技術，可以大大降低ups的維修時間，提高系統的可用性。
apc 48kva all-in-one ups的主要特性：
實現從16kw 到 48kw (32kw n+1)熱公升級
電源、電池和電源分配整合在乙個櫃體中
高功率密度 (kw/
patented mosfet/igbt inverter – 效率95%
雙變換集中的管理顯示
整合的模組化電源分配
可熱公升級的電源、電源分配& 執行時間
熱更換的內部旁路靜態開關
1.0 輸出功率因數(kw=kva)
雙路進線
無需後部訪問
延長的電池壽命 (5 – 8 年) & 執行時間
與資料中心風格完美融合
apc 48kva all-in-one ups技術引數：
旁路連線：5 wire (3ph + n + g)
旁路電壓容限：+/-10% 可設定為 +/-4/6/8/10%
最大旁路輸入電流：80a
旁路保護裝置：80a
輸出功率容量：48kw /48 kva
最大可配置功率：48kw /48 kva
額定輸出電壓 ：230v,400v 3ph
輸出電壓可調範圍：可設定為380 : 400 or 415 v 3 相
滿負載效率：95.00%
輸出電壓失真：小於 2%
輸出頻率(與主頻率同步)：50/60 hz +/- 3 hz user adjustable +/- 0.1
波峰因數 ：無限制
波形型別：正弦波
輸出電壓容差：+/-1% 靜態和 +/- 5% at 100% 階躍
輸出電壓 thd：< 2% 從 0 to 100% 線性負載及 < 6% 滿載
過載工作：10 分鐘 @ 125% 及 60 秒 @ 150%
半負載效率：95%
所需的輸出電流保護：100a
旁路：內建靜態旁路
額定輸入電壓：400v 3ph
輸入頻率：40 - 70 hz
工作電壓範圍：340 - 477v
其他輸入電壓：380,400,415
最大輸入電流：98a
輸入斷路器容量：100a
輸入總諧波失真：滿載時小於 5%
額定電池電壓：+/-192 v
電池電壓放電結束：+/-154 v
dc 過流保護：1008a
最大可用短路電流：4ka
電池工作效率：94%
放電結束時最大電池電流：165
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