中国移动通信集团设计院公司河北分公司        孔祥茹   潘洪涛    刘苗青
　　
　　摘要随着通信行业的迅速发展,数据业务和IT业务不断增长,数据业务采用高集成度的刀片式服务器。目前数据中心已经成为运营商单位功耗最高的机房,数据设备的供电也成为运营商最关注的问题。如何更好地为数据设备提供优质而可靠的供电保障,是目前急需探讨的问题。
　　
　　1 现有UPS设计方案
　　
　　数据中心初建时以使用市电为主,并且大多配置UPS作为其供电保障。在配置UPS时,由于考虑用电设备扩容的需要,加之早期UPS设备无法扩容,只能按数据设备远期负荷考虑配置。这样就出现初期建设投资偏高,系统建成投产后设备利用率又很低的问题。
　　
　　以下以某枢纽楼BOSS系统为例:
　　
　　2006年,某枢纽楼新建BOSS系统,设备负荷情况详见表1、表2。

　　
　　根据以上设备负荷情况,还有UPS厂商提供的UPS输出功率因数为0.8(功率因数为有功功率与视在功率之比,以cosφ表示。在交流电路里,电压乘电流是视在功率,而能起到做功作用的一部分功率即有功功率,它小于视在功率)。同时考虑负载的功率因数(按0.8考虑),当负载的功率因数与UPS的输出功率因数不一致时,应注意保证UPS的容量能提供给负载足够的有用功率和无用功率,并以此为原则计算UPS的容量。
　　
　　根据计算,需配置250kVAUPS,当时考虑支撑系统的重要性,采用了双母线配置方式,即配置了两套250kVAUPS设备,每套按“1+1”并机系统考虑。由于UPS设备本身谐波分量难以控制到要求的数值,必须配置滤波设备来降低谐波分量。UPS设备配置及供电系统如表3及图1所示。

　　
　　2 模块化UPS设计方案
　　
　　由于传统UPS设计的局限性及设备本身的一些问题,如今机架式的模块化UPS正在悄然引起一场革命性的变革。模块化UPS目前比较有代表性的结构有两类:一类是功率模块化UPS,另一类是完全模块化UPS。功率模块化UPS由机架加功率模块构成,功率模块中包括传统UPS的整流、滤波、充电、逆变器等部分,但静态旁路与系统的部分监控和显示共用一个机架,各模块独立控制并联运行,机架上的显示控制模块仅作为用户开关UPS主机和进行网络化监控平台。完全模块化UPS由机架加单体模块构成,每个单体模块内部都装有整个UPS与控制电路,包括整流器、逆变器、静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板,每个UPS模块均有独立的管理显示屏。
　　
　　同样以上述的案例为依据,假设采用完全模块化UPS设备,配置方案如下:
　　
　　根据近期的负荷大小情况,结合远期发展需求,UPS供电系统同样按双母线配置方式考虑,可配置两套UPS设备,每个机架只需配置2个UPS模块(每个50kVA)即可满足当前需求,采用“1+1”冗余方式配置,主用一个模块,冗余一个模块,若其中的一个模块发生故障,它将自动脱离系统,由其它模块继续给负载供电,以保证系统的正常运行;两套模块化UPS系统采用双母线供电工作方式,主设备交流配电屏分别从两套UPS输出屏各引出一路,当一套UPS故障时,由另1套UPS承担全部负载供电,保证设备安全运行。
　　
　　采用模块化UPS设备后,无需配置滤波设备就可满足谐波含量≤5%的要求,UPS设备配置及供电系统如表4及图2所示。

　　
　（未完待续）

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