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武汉英飞凌电源UPS电源在数据机房的解决方案

作者:admin 发布日期:2018/5/9 关注次数: 二维码分享

IDC等数据中心随着业务的飞速发展,对业务的重要性和可用性要求逐渐提高,过去对供电系统的可用性要求为99.9%~99.999%,采用的方案为单机UPS工作,或串联UPS工作,或N+1并联工作。99.9%~99.999%的可用性,年平均的不可用时间为8.76小时~5.3分钟,显然这种故障时间不能达到当前IDC等数据中心的要求。为了提高数据中心的可用性,必须提升UPS供电的可靠性,彻底提高UPS供电系统的可用性。在UPS单机供电方案,或UPS串联方案,或UPS并机方案中,均存在输出单点故障瓶颈问题。

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美国IDC的研究表明,在UPS供电中,影响供电可靠性的较大因数在于输出的配电系统,包括开关跳闸、保险烧毁、电路短路等供电回路故障:79%来源于UPS输出与负载之间的供电线路上的故障(保险“烧毁”,断路器“跳闸”,负载“短路”,由施工/老鼠咬所造成的“开路”故障等);11%来源于UPS和电池组;其他故障占10%。


为了解决配电回路的故障,就要将服务器等设备的电源配置成N+X冗余电源系统,如采用1+1电源模块。服务器的电源冗余一般配备双份或多份支持热插拔的电源。正常工作时,每个电源平均输出一部分功率,从而使每台电源都处于轻松的负荷状态,这样有利于电源稳定工作。若其中一台发生故障,则另外几台就会在没有任何影响的情况下接替服务器的工作,并通过灯光或声音告警。此时,可以在不关闭系统的前提下更换损坏的电源,所以采用热插拔冗余电源可以避免系统因电源损坏而产生的停机现象。

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显然,这种双路UPS组成的双母线供电系统,与服务器等设备的双路冗余电源实现的较佳配合,同时彻底解决了供电的79%的故障概率问题。此外,双路UPS组成的双母线UPS供电系统,实现了系统可以在线扩容、在线维护等要求。


对于网络交换机等单电源设备,采用静态切换开关STS供电,当一路UPS或回路故障时,STS无缝切换到另外一路UPS供电回路上,同样为单电源设备提供了双路的电源供应。


武汉英飞凌电源作为网络能源端到端整体解决方案的供应商,为中国的IDC数据中心提供高可靠性的供电方案。


大型数据中心的基础设施系统主要分电源、环境控制和机房监控管理系统。由于数据中心承载企业、机构的核心业务,重要性较高。因而数据中心一般根据TIA942标准的Tier4和Tier3标准建设,可靠性要求99.999%以上,以保证大部分异常故障和正常维护情况下,数据中心正常工作,核心业务不受影响。


1、电源系统


通常选用多路市电源互为备份,并且机房设有专用柴油发电机系统作为备用电源系统,市电电源间、市电电源和柴油发电机间通过ATS(自动切换开关)进行切换,为数据中心内UPS(不间断供电电源)、机房空调、照明等设备供电。


由于数据中心业务重要性,通常采用双母线或冗余并机的供电方案供电,满足中型数据中心服务器等IT设备高可靠性用电要求。双母线供电系统,有两套独立UPS供电系统(包含UPS配电系统),在任一套供电母线(供电系统)需要维护或故障等无法正常供电的情况下,另一套供电母线仍能承担所有负载,保证机房业务供电,确保数据中心业务不受影响。冗余并机供电系统,采用UPS冗余并机的方式,提高供电系统的可靠性,保证数据中心供电。


在UPS输出到服务器等IT设备输入间,选用SPM(服务器电源管理器)进行电源分配和供电管理,实现对每台机柜用电监控管理,提高供电系统的可靠性和易管理性。对于双路电源的服务器等IT设备,可以通过SPM直接从双母线供电系统的两套母线引人电源,即可保证其用电高可靠性。对于单路电源的服务器等IT设备,通常选用STS(静态切换开关)为其选择切换一套供电母线供电。在供电母线无法正常供电时,STS将自动快速切换到另一套供电正常的母线供电,确保服务器等IT设备的可靠用电。


2、环境控制系统


通常选用机房精密空调对数据中心的环境调节,确保服务器等IT设备的运行环境。对于发热量大的服务器等IT设备,通常选用高通孔率(一般大于70%)网孔门的机柜,提高机柜进出风量;将机柜面对面、背对背布置,在机房内形成冷热隔离的风道,提高制冷效率;空调采用下送风方式,确保机房送风均匀,提高制冷效率。



在某些功率密度特别高场合(发热量超过5kw/机柜),往往容易产生局部热点,形成故障隐患。为消除局部热点,需要采用相应的高热密度解决方案,如开放式方案即为在局部热点发生处加装制冷终端XD,加强局部制冷能力,以消除局部热点;封闭式方案即为高功率密度设备放置在封闭机柜内,通过机柜内制冷循环,高效率制冷散热。


3、机房监控管理系统


数据中心需要对电源、空调等设备运行状态进行管理,同时还需要对机房内环境,如温湿度、漏水、烟感等参量进行监控,确保数据中心工作在一个正常的范围之内。并对数据中心设备运行参数和环境量实时监控和管理,同时远程监控和管理,实现机房无人值守。


武汉英飞凌电源推荐使用Neptune海王星系列三进单出工业型UPS和Uranus天王星系列三进三出工业型UPS,该两个系列产品均采用配备标准式内置输出隔离变压器、静态旁路开关及手动维修开关,使得此系列UPS具有极高的抗短路能力,可以应用于较恶劣的使用环境。另外带有完善的保护功能:且有交流输入过、欠压,输出过、欠压,输出过载,短路保护,逆变器、整流器过温保护,电压欠压预警,电池过充电保护等多种保护于一体,保证系统运行的稳定性和可靠性。


灵活的并机技术可适用于不同负载及系统,按客户的需求构成N+1或N+X工作架构,还能根据客户的不同需求,进行不同容量的随意8台并机,由并联冗余系统中全部UPS来平均负担系统负载,并联冗余系统中任何一台UPS发生故障,其余UPS立即分担其负载,确保系统正常运行。并且在并机过程中,并不用特意设定主机备机,而是灵活的随客户选定,首先开通的机器自动设定为主机,当主机出现系统故障时,主机身份即时转移到另一台机器上去,从而保证了客户在使用过程中的电力供应,成为真正的不间断电源。

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