UPS冗余并聯(lián)與雙總線連接供電方案(三)

摘要：從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)討論了UPS冗余并聯(lián)與雙總線連接的供電方案。通過(guò)對(duì)可靠性的計(jì)算比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。介紹了它們的適用場(chǎng)合，并給出了節(jié)能方案。
關(guān)鍵詞：冗余并聯(lián)；雙總線；可靠性；可用性；靜態(tài)開關(guān)

(上接總第120期P．40)
圖12(c)為多機(jī)雙總線同一冗余結(jié)構(gòu)方案在多機(jī)雙總線的情況下，除去前面的冗佘方案外，還可采用該圖的結(jié)構(gòu)方式。以后雙電源的設(shè)備越來(lái)越多，不用大型STS的雙總線結(jié)構(gòu)越來(lái)越多。那時(shí)雙總線與并聯(lián)冗余的設(shè)備量就非常接近了，甚至相同。

4．3 采用雙總線進(jìn)一步的節(jié)能方案
對(duì)于一個(gè)大的信息中心機(jī)房而言無(wú)疑有大
量的設(shè)備，但核心機(jī)器只是一部分而不是全部；即使是核心機(jī)器，這些機(jī)器的功率容量一般不會(huì)很大，當(dāng)然刀片服務(wù)器的情況除外，這樣一來(lái)就給供電方案的節(jié)能措施提供了方便。對(duì)于那些不是重點(diǎn)的機(jī)器可直接由雙總線的一路提供，而對(duì)那些重點(diǎn)的機(jī)器供電進(jìn)行多重保護(hù)，就可節(jié)約相當(dāng)大的一部分能量。這里不妨介紹一個(gè)實(shí)際的例子：某系統(tǒng)配置了600kVA×2作1+1冗余的UPS，本來(lái)作1+1冗余直接并聯(lián)即可滿足可靠性和容量要求，但在實(shí)際方案中卻給出了如圖13(a)的電路結(jié)構(gòu)。這里兩臺(tái)600kVA UPS分成兩路后分別送到10臺(tái)60kVA容量的STS上，10臺(tái)STS各帶自己的負(fù)載。開始由UPSl供電，一旦UPSl故障，STS就可以自動(dòng)將UPS2切入來(lái)替換UPSl，以達(dá)到雙電源冗余供電的目的。從前面的討論中可以看出，在這里的可靠性與容量并未發(fā)生矛盾，兩個(gè)單臺(tái)UPS在容量上尚有極大的空間。如果不直接并聯(lián)冗余，便丟失了雙倍過(guò)載能力的優(yōu)點(diǎn)，直接隱患是多了一個(gè)故障點(diǎn)。在過(guò)載能力上就走到串聯(lián)熱備份的路子上去了。并暴露出了如下的問(wèn)題：
1)增加了功率損耗
為了有一個(gè)量的概念，擬作如下計(jì)算，以滿負(fù)荷為例，首先計(jì)算出UPS的輸出電流：
I=600kVA／220V=2727A
靜態(tài)開關(guān)是由三個(gè)PN結(jié)的可控硅構(gòu)成，導(dǎo)通壓降設(shè)為U=1．5V，于是在這些可控硅管上的消耗功率就是：
P=IU=2727A×1．5V≈4091W
每年消耗能量：
Q=4091W×8760h≈35837kWh=35837度
即每年僅僅STS就消耗掉35837度電能，有資料顯示每1kWh電的煤燃燒后可向大氣中排放2．72kg的二氧化碳，35837度電的煤就向大氣中排放35837×2．72kg=97477kg的二氧化碳。如果采用圖12(b)的電路結(jié)構(gòu)方案，就可將這些功率節(jié)約下來(lái)，將煤省下來(lái)，將二氧化碳的排放量降下來(lái)。
2)增加了投資
用戶反映，每臺(tái)60kVA的STS價(jià)格為50萬(wàn)元人民幣，10臺(tái)就是500萬(wàn)元。采用了圖13(b)的電路結(jié)構(gòu)方案后，每臺(tái)msts僅3000元，即使100臺(tái)也才30萬(wàn)元，何況用量不足100臺(tái)。該項(xiàng)投資不到原設(shè)計(jì)的十分之一，節(jié)約了投資。

3)增加了占地面積
10臺(tái)60kVA的STS按照Cyberex公司的介紹，其占地面積S=(61cm×76cm)×10=46360cm2，近5m2?？紤]到柜子不是放在一起，至少一面要預(yù)留出活動(dòng)的空間，所以占地面積約10m2，這就是一個(gè)小機(jī)房的面積。而msts(minists)僅有1 U的高度，可以放到19″的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中，一般可不另外放置，直接放到IT機(jī)柜內(nèi)即可，即使另外放置，最多占兩個(gè)柜子的面積，不到1平方米。
刀片服務(wù)器也可用此方案，因?yàn)橐话愕镀?wù)器以組合模塊為單位，即使一個(gè)IT機(jī)柜可達(dá)到20kW或更多，但一個(gè)組合并不是這么多，更何況現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了針對(duì)刀片服務(wù)器的模塊UPS電源，可與刀片服務(wù)器放在一起，這就給使用節(jié)能的msts提供了更大的空間。如圖14所示就是刀片服務(wù)器電源與msts的連接示意圖。