创新型数据中心供电系统设计与规划的探讨(4)

2014年5月，当给某金融机构供电的10KV高压电网出现停电事故时，位于该金融机构数据中心机房内的3×300 KVA高频机UPS并机系统中的1台UPS发生”炸机”故障，并导致并机系统出现”输出闪断”事故。相关的运行资料显示：这套高频机UPS并机系统仅运行1年多，就发生了灾难性的故障。相比之下，位于同一机房中的、由已分别运行16年和12年之久的由两组3×800 KVA工频机UPS并机系统所组成的2N型双总线输出供电系统却一直在正常运行。由此案例可以看出，对于因供电系统故障而诱发IDC瘫痪事故，并将可能会造成重大损失或重大负面社会影响的关键行业的数据中心机房而言，应尽量选用可靠性更高的工频机UPS供电系统。

电气应用：针对高频机UPS在可靠性方面存在的劣势，生产厂商近期推出了2.0级高频机UPS，请您介绍一下2.0级高频机UPS相比于1.0级高频机UPS技术优势体现在哪些方面?

李成章：迄今为止，对于绝大数UPS生产厂商而言，因种种原因、尚未找到制备大功率升压型IGBT整流器的有效技术途径。在此背景下，为了能制备出大功率的高频机UPS(例：300、400、500KVA UPS)，常采用所谓1.0级高频机UPS的制备技术：采用由多台三相、小功率的UPS功率模块”并机”的技术途径来组成、从外观上看起来似乎是一台完整的”大功率UPS单机”的设计方案，对于这样的、由N台三相UPS功率模块所组成的高频塔式机UPS和由数量更多的、更小容量的功率模块所构成模块化UPS而言，在它的UPS单机的内部必然存在”交流型的环流”。众所周知：并机的数量越多，这种可能会危害并机系统安全、稳定运行的”环流”也越大、UPS发生故障的几率必然会增高。在此背景下，如果高频机UPS的内置功率模块的总并机数量过多的话，发生故障的几率就会增大，从而导致UPS供电系统的平均无故障工作时间被大幅度地缩短。

此外，在市售的部分1.0级高频机UPS中，由于它的电池组带N线，对于这种高频机UPS产品而言，当它处于电池放电工作状态时，还可能因无法保证它的”正电池组”与”负电池组”的端电压和内阻相等而导致在UPS的N线上出现”直流型的环流”，从而遗留下新的故障隐患。

同单机“多功率模块型”的高频机UPS和模块化UPS相比，由于在2.0级高频机UPS中，采用了电池组“不带N线”和单机“单功率模块型”的新晰设计理念，使得它能在确保获得97%高效率的前提下，还能大幅度地提高UPS冗余并机供电系统的可利用率和平均无政障工作时间、电池组节数调节范围的高灵活性和设备安装的高适应性。

有关大功率的2.0级高频机UPS与1.0级高频机UPS之间的性能对比被示于下表中。

表1 2.0级高频机UPS与1.0级高频机UPS性能对比

可靠性

 

1.0级

 

2.0级

 

UPS机型

 

塔式机UPS

 

热插拔式

模块化UPS

 

固定安装式

模块化UPS

 

塔式机UPS

 

功率模块的

设计方案

 

多功率模块型

 

单模组型

 

UPS单机所含的功率模块数

 

2～4块，典型值3块

 

5～10块，典型值10块

 

1块

 

单机内是否存在“交流环流”

 

“交流环流”较大

 

“交流环流”更大

 

“交流环流”=0

 

电池组是否“带N线”

 

带

 

不带

 

带

 

不带

 

电池放电时，是否存在“直流偏置电流”

 

是

 

否

 

是

 

水冷网www.shuileng.net报道2014年5月，当给某金融机构供电的10KV高压电网出现停电事故时，位于该金融机构数据中心机房内的3300 KVA高频机UPS并机系统中的1台UPS发生炸机故障，并导致并机系统出现输出闪断事故。相关的运行资料显示：这套高频...