什麼樣的UPS供電系統能讓您的數據中心既可靠又高效?既安全又綠色?對於這個話題的探討在業界已有10多年了。然而伴隨著雲計算、大數據時代的到來,近兩年對於這個話題的關注程度更是越加密切,為什麼呢?答案應該是顯而易見的：一是人們對數據處理有了更高的要求,因為數據已成為全社會最重要的資產,數據是未來的石油和資金；二是人類必須面對能源短缺的危機,因為能源是人類賴以生存不可或缺的資源,能源的枯竭將是宇宙的災難 。
對可靠性的理解
毫無疑問,大數據是當今世界發展最迅速、創新最活躍的引掣,它帶來的新技術、新概念、新商業模式,將對社會生產和人們生活,以及社會經濟形態和國家發展產生重要而深遠的影響。而大數據的處理、傳輸、存儲、管理的承載則是數據中心的IT設備和保障這些設備可靠運行的基礎設施及其UPS供電系統。
多年來,隨著電子電力技術的發展,各UPS廠商從生產工頻機、高頻機到模塊化,從小功率、中功率到大功率乃至超大功率,UPS系統從單機、N+1到2N+1配置,技術人員不斷探索出為用戶提供高可靠、高可用、高效的UPS供電系統技術。
何為可靠性?通俗的說就是產品或系統在運行期間沒有出現故障或故障率很低。從廣義上講,“可靠性”是指使用者對產品的滿意程度和對企業的信賴程度。而這種滿意程度和信賴程度是需要背後有強大的技術支撐的可靠性實際包含了耐久性、可維修性、設計可靠性三大要素。
可靠性與高效的最佳實踐
全球領先的能效管理和自動化領域專家施耐德電氣最新推出的GalaxyVX-UPS系統就是為大型或超大型數據中心提供的既可靠又高效、既安全又綠色、節能的供電系統解決方案。此方案提供單機高達1500kW的高效可擴展的三相電源保護,具有靈活的運行模式,適用於大型工業企業、數據中心和工業應用。
採用可擴展設計(見圖1)
GalaxyVX系統設計為250kW模塊化功率櫃。在初始安裝完成後可通過添加功率櫃來實現負載增容或提高冗餘度。得益於GalaxyVX的創新技術,客戶可以根據業務目標選擇最匹配的UPS,隨需應變保障不斷增長的業務需求。
模塊化設計
採用250kW功率櫃體擴容系統。每一個功率櫃體都能夠平均分擔負載,並且當發生故障時能夠與系統隔離,因而即使有功率櫃體故障後系統仍然能夠繼續正常運行。
優 勢
隨負載增加而支付款項,能夠保留預支資本花費。在一個單一的UPS中實現N+X冗餘,為N+X系統支出最低的固定資產。
2採用4電平逆變器,大幅提高UPS可靠性和可用性,傳統2電平和3電平逆變器以及4電平逆變器的工作原理圖見圖2和圖3
4電平逆變技術有效減少了對IGBT的承壓,大幅度提高了可靠性;減少開關損耗,使得散熱更少、效率更高;縮小了電感尺寸使其重量變輕,電感散熱減少,故障率降低;採用功率模塊設計,使全球制式統一(電壓制式:380V、400V、415V、480V)。IGBT故障率和承壓的關係見圖4。
採用E變換模式
GalaxyVX提供了3種運行模式。每一種模式都具有不同的效率和性能(見圖5)。客戶可以選擇最匹配您業務目標的運行模式。
什麼是E變換?
GalaxyVX提供的E變換模式,結合了ECO和雙變換模式。該模式效率高達98%以上,同時電能質量與雙變換模式幾乎一致。E變換模式能夠在高效狀態下提供雙轉換模式所具有的保護特性。靜態旁路開關在110%負載下能持續運行。
E變換的工作原理:供電通路是通過靜態旁路開關;逆變器與靜態開關同時處在導通工作狀態;雙向逆變器給直流母線充電;逆變器進行功率因數校正PFC,同時消除電流諧波;當市電斷電時,可以零中斷切換到逆變器繼續供電;旁路開關SCR可以像二極管一樣控制(見圖6)。
使用GalaxyVX高效雙變換模式與傳統雙變換模式的比較見圖7。
Galaxy VX兼容多種前瞻儲能技術(見表1)
Galaxy VX大幅降低系統整體供電成本簡化系統架構,避免操作和維護風險,降低系統總體配電開支(見圖8)。
智能管理軟件與完善的服務體系
數據中心基礎設施管理軟件見圖9。
在數據中心環境中,GalaxyVX可以藉助一體化數據中心基礎設施管理(DCIM)應用套件——StruxureWare數據中心管理平臺實現全面的管理。通過管理橫跨多個域的數據中心,提供可用於指導操作的信息以幫助實現高可用性和最佳能效的完美平衡,助力業務實現成功。StruxureWare數據中心管理平臺是施耐德電氣EcoStruxureTM能效管理平臺綜合軟硬件系統架構的關鍵組成部分,該系統架構專為智能能效管理設計。
StruxureOn數字化雲服務
StruxureOn數字化雲服務用於監測和保護您的關鍵設備,得益於實時數據、智能報警以及基於數據分析的真知灼見,您可以從智能手機端隨時隨地掌控互聯資產的健康狀況。定期報告讓您隨時瞭解設備在使用期內的狀態,以及何時計劃更換電池。
發生故障時,我們的專家可遠程排除故障,或派遣現場服務工程師提供現場支持。
施耐德電氣為您的樓宇、行業、供電或數據中心基礎設施提供必要的專業知識、服務和支持。憑藉施耐德電氣全球首屈一指的生命週期服務,用戶可通過更加智能的方式安裝和維護關鍵應用,確保系統始終以最佳性能運行。裝配和開機服務由認證的現場服務工程師(FSE)提供,確保客戶的系統可享受全面的工廠保修服務。經施耐德電氣認證的安裝過程可確保設備配置合理,實現最佳性能。施耐德還提供現場保修擴展服務、Advantage計劃、預防性維護。
GalaxyVX適用於行業範圍適合於電力網絡(圖10)
•具有寬廣的輸入電壓和頻率範圍
•軟啟動設計,兼容發電機組要求
•N+X冗餘配置
•內置經測試的集成式反向饋電保護系統,確保人員安全和合規性
•具備功率因數校正和諧波濾波功能適合於工廠基礎設施
•佔地面積小
•可靠牆安裝
•40℃以下滿載持續運行,無需降容
•經IBC2012和CBC2013抗震認證,抗震能力達1.84g
•超低噪音
•可更換式過濾網,適於惡劣環境
•可編程輸入/輸出幹接點
•可從頂部或底部進線
•支持UPS多機並聯,提高容量或冗餘
•具有外同步功能,支持2N同步配置與施耐德電氣解決方案全面整合(圖11)
•可與施耐德電氣綜合能效管理解決方案全面整合,適用於數據中心和工業應用。智能負載測試(SPoT)
•在UPS連接關鍵負載前,可對UPS進行滿載測試,而無需額外租賃假負載箱。
結束語
擁有穩定可靠的電源是業務成功的關鍵保障。GalaxyVX具備以下10大設計特色,旨在滿足最嚴格的供電要求:
採用創新的4電平逆變器,可降低功耗和功率元件承壓,實現高效率和元件可靠性完美統一；
內部冗餘功能,支持容錯設計；
靜態開關支持110%負載持續運行,具有強大的過載能力；
模塊化容錯設計,縮短了平均修復時間；
(SPoT)模式可在UPS連接關鍵負載前對其進行測試；
內置反向饋電保護,確保人員安全和合規性,且節省安裝成本；
邊成長邊支付——在最初安裝完成後,可隨著負載增加而以250kW的模塊逐步擴容UPS；
擴展系統可實現增容或提高冗餘度；
輸出功率因數為1,40℃時 kVA=kW；
具有輸入功率因數校正和諧波濾波,消除上位開關過載風險。
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