机房UPS供电系统设计及设备间布置可行性方案Word格式文档下载.docx

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增加UPS主要为服务器等数据通讯设备提供后备电源，根据需求，对服务器等重要设备提供约为1个小时的供电时间。

同时，还要求UPS还具有网络监控功能，UPS的工作状况能被系统管理员随时掌握。

一旦UPS出现异常，可以通过多种方式通知把信号传达到工作人员办公室、保安室；

同时采用短信息方式通知相关负责人。

二、UPS设计概述

2.1、编制目的

本文件用来描述xxxx机房电源解决方案，主要对保证监控中心服务器设备、网络设备及视频设备的用电安全。

对UPS设计进行了总体说明，并作为甲方、监理、专家监督施工的依据。

2.2、编制依据

1、《通信用不间断电源-UPS》YD／T1095－2000国家信息产业部

2、《信息技术设备不间断电源通用技术条件》GB／T14715

3、《不间断电源设备》GB／T7260-1987

4、《通信电源设备安装设计规范》YD5040－97

2.3、设计原则

1、高可靠性：

这是系统设计最重要的基础、是用户设备稳定工作的重要保障。

2、技术的先进性：

UPS系统应具备目前先进的技术，并能满足未来发展的需要。

3、良好的管理性：

UPS具备直观的状态显示和方便的操作、具有远程监控和管理能力。

4、良好的维护性：

UPS系统具备故障自动检测和报警能力；

特别具有良好的维护性并保护用户对电池系统的投资。

5、最佳性能价格比：

UPS系统具备良好的性能和相对较低的价格，满足用户的投资需求。

三、UPS系统设计

3.1、UPS主机的选择

考虑到UPS主要为服务器等数据通讯设备提供后备电源，根据用户需求，对服务器等重要设备提供为1个小时的供电时间。

机房的负载约40KVA，按照用户现场最大负载计算，考虑到UPS运行的效率在80%左右，需要选择48KVA的UPS机头。

本设计为新装48KVAUPS相结合，对机房设备进行供电。

根据以上需求，我们为用户选用了美国APC公司英飞系列中的ISX48KVAUPS电源，标准配置输出隔离变压器，降低共模干扰，最大程度提高系统的可靠性；

电池采用铅酸免维护电池。

3.2、后备电池的选择

机房新建UPS所供负载大约40KVA，需要采用48KVA的UPS机头。

48KVA的UPS机头充电电压为384V，需要选用12V单体电池为384/12=32只。

根据方案需求我们为xxxx机房电源解决方案配备的UPS系统采用ISX48KVA三进三出在线式UPS，配备天利电池12V100AH长寿命铅酸免维护电池，满足客户要求的服务器及网络设备延时1小时的需要。

UPS后备时间计算方式如下：

放电电流=S*COS∮/每组电池数*电池平均放电电压*逆变效率

注释：

UPS输出功率48KVA，S为实际负载约为40KVA，计算机负载功率因数COS∮为0.8，每组电池数为64，电池单体数为1，UPS逆变效率为0.95，当UPS单机负载40KVA时，在负载为计算机负载情况下，满足1小时电池后备工作时间共需12V100AH64只的单体电池。

3.3、UPS设备间布置及承重设计说明

3.3．1设备的重量

需要放置的设备包括APCUPS一套（含主机和电池等），，具体电池数量、重量见下表。

1）新增UPS主机柜的重量及体积：

配置说明

数量

重量（kg）

UPS主机柜

48KW

440

电池

12V100AH

64

40kg/块

每个电池柜放置16块电池，重量共计790kg（含柜子）。

有4个电池柜。

每个电池柜的底面积（深×

宽mm）：

0.9×

0.8＝0.72m2

3.3．2设备间的散力架的铺设说明

散力架采用50mmX50mm5mm厚U型槽钢，焊接成7000X850mm的承重网，4个电池架排成一排与承重网焊接成一体。

有效面积为5.95平方米。

3.3．3UPS设备的摆放说明

APCUPS按4个电池柜，每个电池柜放置16块电池，重量共计1000kg。

占地面积（深×

0.45×

0.475×

＝0.2375m2。

APC配置有4

个电池柜，每个电池柜放置16块电池，重量共计1000kg。

0.8＝0.72m2。

设备重量总计：

=440＋150x4＋640×

4＝3600公斤

承重总面积为：

=7X0.85=5.95平方米

单位面积承重：

=3600/5.95=605公斤/平方米。

通过测算，UPS设备间敷设散力架后单位面积承重为605公斤/平方米，小于1500公斤/平方米。

3.4、APCUPS产品特点

3.4．1全面提升系统可靠性的专业设计

Ø

采用第四代IGBT功率器件及多重保护技术

先进的双DSP全数字技术，整机不需任何可调电阻，抗干扰能力强，无老化漂移问题

先进的分布式直接并联技术保证了在线扩容和系统冗余

专业的UPS防雷技术，内置D级防雷

3.4．2优异的输入特性

超宽输入电压范围（-45%~+15%），可适应恶劣电力环境

宽频率输入范围（50Hz±

10%），保证了发电机供电时UPS稳定运行

低直流母线纹波，延长电池寿命

3.4．3优异的输出特性

采用高精度矢量控制逆变技术，输出电压稳压精度高，动态响应快，且畸变率低

带三相100%不平衡负载的能力

具有很强的过载能力及抗冲击能力

3.4．4智能化电池管理

根据电池放电曲线自动调节放电终止电压，避免固定设置导致的电池过度放电

基于温度补偿的智能化充放电电池管理，延长电池寿命50%以上

定期自动进行电池自检，确保电池可靠工作

精确预测电池的后备时间

3.4．5完备的本机监控管理

自适应UPS并机层通讯，无需任何附加设备，可以通过任意一台UPS监测并机UPS系统信息

单机提供8路输出及6路输入继电器接点

支持RS232、RS485、SNMP、MODEM多种后台通讯方式

3.4．6超强的网络管理功能

先进的SNMP卡及其相关软件，兼容10M/100M以太网，支持SNMP、HTTP、TFTP、TELNET、TTYP等协议，监控软件具备电源事件记录和分析功能，灵活多样的组网方案，可实现在Internet/Intranet上的远程监控

UPS系统具备自诊断、自保护功能，可以实现声光、E-mail和BP机报警

3.4．7人机界面友好，便于操作和维护

大屏幕液晶显示

操作简单，“一键开机”

3.4．8适合中国用户的UPS

性能价格比高：

实用、够用、好用的UPS。

安装、维护简便：

配件价格便宜，维护成本低。

致力与UPS行业多年的APC集团遍布全国三十多个城市的销售、服务网为中国用户提供完善的电源解决方案及细致的售后服务。

3.4．9方便的网络监控

♦支持WindowsNTSerVicefunction

♦可无限扩充多国语言

♦自动以电子邮件发送警讯

♦自动以呼叫器传呼警讯

♦可透过TCPIP或Internet进行网络远程UPS监控

♦自动侦测市电中断及UPS电池低电位

♦可弹性设定自动开关机时间

♦实时以图形显示UPS状态，如温度、电压、负载、频率...等。

♦广播警告讯息

♦可设定关机倒数时间和每次警告之间的间隔时间

♦可设定UPS诊断性自我测试时间

♦离开系统前自动关闭及存储应用程序

♦记录及分析电源状态

3.5、APCUPS运行描述

3.5．1正常工作模式描述：

在主路市电正常时，UPS一方面通过整流器、逆变器给负载提供高品质交流电源；

另一方面通过整流器为电池充电，将能量储存在电池中。

原理框图见图示1。

图1正常工作模式

3.5．2电池工作模式描述：

当主路市电异常时，系统自动无间断地切换到电池工作模式，由电池通过逆变器输出交流电向负载供电。

市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式。

原理框图见图示2。

图2电池工作模式

3.5．3旁路工作模式描述：

旁路工作方式有两种，一种能自动恢复到正常工作模式；

另一种需人工干预才能回到正常工作模式。

在超出逆变器过载能力、逆变器受大负载冲击等情况下，系统自动无间断切换到静态旁路电源向负载供电。

过载消除后，系统自动恢复正常供电方式。

当用户关机，或主路市电异常且电池储能耗尽，或发生严重故障等情况下，逆变器关闭，系统会切换并停留在旁路供电工作模式。

此后若需恢复到正常工作模式，则需要用户重新开机。

原理框图见图示3。

图3旁路工作模式

3.5．4维修旁路模式描述：

需要对UPS系统及电池进行全面检修或设备故障维修时，可以通过闭合维护开关Q3BP，将负载转向维修旁路直接供电，以实现对负载不停电维护。

维修时需要断开UPS内部的主路输入开关Q1、旁路输入开关Q2和电池输入开关以及输出开关Q5，实现UPS内部不带电而对负载仍然维持供电的维修工作模式。

原理框图见图示4。

图4维修工作模式

3.6、UPS网络管理

随着计算机互联网络的发展，“网络就是计算机”的趋势日益明显，要让信息实时畅通并为人所共享将至关重要，而网络的高速建设和广泛普及，甚至宽带到户、宽带到桌面的逐步实现，未来世界中互联网络的充分利用程度、有效信息的交互容量以及人们对网络的依赖程度都会大大增加。

而网络是一个数字化的电子环境，高质量的供电乃是网络正常运转的基石和源泉，所以要保护网络首先是要保障整个网络的高品质的电源环境，保障不仅是主机（HOST）、路由器（ROUTER）、交换机（SWITCH）、集线器（HUB），还包括一切能让网络正常运行的关联设备的高品质、高可靠的供电，因而智能化不间断电源——UPS便成为高品质网络必不可少的一员。

同时，随着UPS在保护网络运转，保证网络高可靠、高可用、网络服务的优质稳定、信息传输和数据业务的永不间断中所起的重要作用，对其的可靠监控和有效管理利用，并实现智能化、自动化、高效率低成本的维护管理，就成了必须考虑和面对的问题。

通过APC的管理软件，可以实现已集中管理和远程监控所有工作在网络中的智能UPS，并提供一整套完善、可靠、有效的网络监控管理方案成为APC提供进一步高端服务的技术特点。

同时APC还推出手机短的管理模式，手机短信以其简洁、方便、即时、可靠等特点被广泛推荐。

大容量UPS作为关键设备的电源的支撑，其运行的稳定可靠对用户系统的安全有至关影响；

所以用户希望及时了解到UPS的运行异常状态。

MobileMate利用成熟的移动通信方式，通过手机短信让用户管理人员对UPS运行情况了如指掌。

通过APC厂家的管理软件进行网络管理。

通过串行通讯建立UPS与服务器之间建立一个事件/响应的通讯机制。

当发生紧急电源故障时，UPS向被保护的服务器发送事件报警，而此时服务器上的软件