資料中心電氣及自動化 雙電源

2021-09-05 08:01:34 字數 2300 閱讀 6768

10月份公司發生一起重大裝置事故,直接經濟損失和間接損失都非常大,而造成該起事故最主要的原因就是低壓電源設計和安裝不合理,以及在正常執行當中對裝置的管理不力等。按事故分析四不放過的原則,對責任人進行處罰當然是少不了的,我當然也在其中。

如今資訊化應用早已深入企業生產經營中的各個方面,作為資訊化應用過程中重要資料的儲存之所——資料中心的可靠執行也就等同於企業生產中的a類關鍵裝置。因此,當然也就不願意看到由於電源選擇或安裝不合理帶來的資料中心停運的事故。

防止發生這類事故的關鍵就是在設計電源時就開始考慮其執行的可靠和穩定,具體的做法就是設計雙電源接入,同時考慮不間斷電源作為後備保護的多層次電源設計方案。

在繼續之前,有必要先來明確兩個名詞:雙電源和不間斷電源。

1、在這裡所指的雙電源,對於10kv高壓來說是指來自不同的供電電源(供電線路);對於380v及以下電源來說是指來自不同的降壓變壓器。另乙個關鍵就是兩條電源線路能夠自動及手動切換,尤其是自動切換一定要能夠實現才能夠算是真正的雙電源。

僅從又電源的名詞解釋來看,一些機構或企業要真正實現,不僅受到投入成本的限制,而且還受到當地供電方式的限制。

如果某機構或企業資料中心用電負荷量大,需要在現場安裝10kv降壓變壓器的形式進行供電,不僅要考慮變壓器一開一備,還要考慮變壓器10kv兩路進線及雙母線執行方式等。這些都需要雙倍資金的投入,並加重後期維護成本。

但是,一旦企業或機構能夠投入這些資金做好雙電源的接入,那麼380v側雙電源的實現就顯得比較容易。因為已經做好了電源進線的雙電源設計,低壓側從兩台不同的變壓器設計雙電源就順理成章了。

至於已經具備條件的企業或機構,例如有自己的10kv、110kv及以上的供電降壓所,要實現資料中心雙電源就更容易。

2、不間斷電源包括二個方面:其一就是我們平常所說的ups電源;其二就是自備發電機組。

對於中小型資料中心來說,使用大容量蓄電池組的usp後備電源方式;對於大中型資料中心,卻是ups加發電機組的組合方式。

其中ups電源還必需分為普通ups加蓄電池組的方式和使用單獨直流充電模組加逆變再加蓄電池組的方式。

普通ups加蓄電池組方式是指平常使用的計算機幾個kva的ups,再加上一定容量的蓄電池構成。如果資料中心用電負荷在10個kva以內,這種方式是最經濟的。這種方式非常容易接入資料中心的低壓供電迴路,但要實現ups的n-1方式執行卻比較困難。

這裡所指的困難不是指硬體投入的問題,而是指如何檢查交流電源消失後,ups機組啟動那一台,以及當執行中的ups出現故障時,如何無憂切換到另一台ups的問題。其實要實現也可以,需要增加一些裝置,例如使用plc和電流或電壓感測器的方式構成乙個自動控制系統。具體的實現方式在這裡先不詳細說明。

這樣一來,使用直流充電模組+逆變+蓄電池組的方式就顯得比較優越了。這種方式常被變電所採用,用來為高壓開關櫃提高直流操作電源,但很少用到逆變。

對資料中心來說,主要以交流電源為主,所以,可按資料中心用電負荷確定蓄電池組的容量,並同時建立兩套容量、型號完全相同的蓄電池組。在此基礎上,可選擇二套直流充電模組來監測蓄電池組的執行,並對其進行均充和定期的浮充電,以確保蓄電池組的安全執行。這兩套直流系統是同時執行的,一旦檢測到交流消失,直流系統立即接管資料中心的電力**,並通過兩台逆變系統向資料中心的裝置供電,從而完成不間斷電源的作用。

這類不間斷電源,可以選購成套的大廠裝置,也可以根據實際由自己進行組裝,但這要求有一定的電氣及直流技術知識。建議普通使用者在列出對不間斷電源容量、可靠性、成本等方面要求後,直接交給**商成套提供。

至於自備發電機,它們在大中型資料中心使用比較多,尤其用電負荷非常大的資料中心,發電機的容量是最難確定的,畢竟會有乙個發電量與成本的正比關係問題。

但不論哪種不間斷電源方式,還有乙個非常重要的關鍵問題就是接入交流系統的方式。

主要考慮3個方面:

1、併聯方式還是串聯方式。併聯方式平時直流系統單獨執行,只有檢測到交流消失後才接管,這種方式非常適用於直流屏和發電機。串聯方式是指直接將不間斷電源串接至交流供電線路上,正常時起電源穩壓和濾波作用,當交流消失時自動接管,這種方式適合普通ups。通常,對小型資料中心,使用串聯普通ups方式,對於中型資料中心,有時這兩種方式共同使用。尤其是想將某些用電裝置分開單獨供電時。

2、自動投切還是手動投切。就像上面所說,真正的雙電源是自動投切的。對於不間斷電源,如果考慮n-1的方式,自動投切將是首先,但需要特殊的裝置才能實現,發電機和直流屏方式最容易實現。如果是普通ups,使用一套不存在這個問題,但如果也需要n-1的方式,就需要更多的配套裝置才能實現。

3、切換時的安全。不論是使用哪種方式,交直流切換必需考慮切換過程中的安全。也就是交流消失時切換到直流,以及交流恢復後重新切換回交流時,要確保兩者的交流接觸器等電氣裝置動作的先後順序。不能出現直流側接觸器還沒有斷開,交流側接觸器就合閘了,造成短路的情況出現。這可以通過接觸器之間的觸點互鎖,或者利用plc來實現安全切換。

資料中心電氣及自動化 雙電源

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