EPS應(yīng)急電源是根據(jù)消防設(shè)施、應(yīng)急照明、事故照明等一級負(fù)荷供電設(shè)備需要而組成的電源設(shè)備。其一般應(yīng)該需要具備三大功能系統(tǒng)：
一、由消防應(yīng)急工作照明燈，所組成的消防工作照明功能系統(tǒng)，為滅火以及救援人員而設(shè)置，一般設(shè)置在發(fā)電配電房、消防泵房、消防控制中心、通訊中心等此類的重要場所，其應(yīng)急工作時(shí)間不應(yīng)低于90min，并滿足正常工作照度要求。
二、由消防應(yīng)急疏散照明燈所組成的，消防疏散功能系統(tǒng)，是為了在人員疏散時(shí)，提供必須的照度而設(shè)置，一般設(shè)置于公共走道、豎向樓梯間，其應(yīng)急工作時(shí)間不低于90min，照度不低于0.5Lx。
三、由低位消防應(yīng)急疏散照明和疏散指示，及其他標(biāo)志形式組成的應(yīng)急疏散標(biāo)識功能系統(tǒng)，在緊急情況下為人員的疏散，提供了明確的引導(dǎo)方向及途徑，一般安裝于商場、影院等人員密集的大型公共場所的公共走道，以及豎向樓梯中，通常位于地面或距地面1m以下，這種應(yīng)急照明其應(yīng)急工作時(shí)間不能低于90min，標(biāo)志燈主標(biāo)界面表面亮度不能低于15cd/m2。
UPS電源測試主要目的是的UPS電源的實(shí)際技術(shù)指標(biāo)是否滿足使用要求，人們對于UPS電源測試通常是進(jìn)行穩(wěn)態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試與常規(guī)測試這三類，但是除此之外，UPS電源的測試內(nèi)容還有其他種。
UPS電源的測試一般包括穩(wěn)態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試和常規(guī)測試三類。穩(wěn)態(tài)測試是在空載、50%額定負(fù)載以及100%額定負(fù)載條件下，測試輸入端和輸出端的各相電壓、線電壓、空載損耗、功率因數(shù)、效率、輸出電壓波形、失真度以及輸出電壓的頻率等。動(dòng)態(tài)測試一般是在負(fù)載突變(一般選擇負(fù)載由0%~100%和由100%~0%)時(shí)，測試UPS輸出電壓波形的變化，以檢驗(yàn)UPS的動(dòng)態(tài)特性和能量反饋通路。常規(guī)測試是測試其過載能力和檢測蓄電池。
對于一臺UPS來說，進(jìn)行上述3項(xiàng)內(nèi)容的測試就可以了，但對于大批生產(chǎn)的UPS還必須進(jìn)行專項(xiàng)測試。專項(xiàng)測試可用抽樣的方式進(jìn)行，其內(nèi)容有：
(1)在額定負(fù)載為超前及滯后兩種情況下，觀測UPS電源輸出的穩(wěn)壓效果。
(2)小負(fù)載條件下的效率測試。在25%~35%的額定負(fù)載(滯后)條件下，質(zhì)量好的UPS電源，效率可超過80%。
(3)頻繁操作試驗(yàn)。此項(xiàng)試驗(yàn)包括頻繁起動(dòng)與頻繁轉(zhuǎn)換。
①頻繁起動(dòng)的目的在于檢驗(yàn)?zāi)孀兤鳌㈡i相環(huán)、靜態(tài)開關(guān)和濾波電容的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。其方法是起動(dòng)UPS電源，當(dāng)逆變器起動(dòng)成功，有輸出電壓和輸出電流，并且達(dá)到技術(shù)要求后，帶負(fù)載運(yùn)行;然后減去負(fù)載，停機(jī)，再起動(dòng)UPS電源。這樣連續(xù)多次操作。
②頻繁切換試驗(yàn)。主要是檢測轉(zhuǎn)換時(shí)供電有無斷點(diǎn)，在線式UPS電源是不應(yīng)該出現(xiàn)斷點(diǎn)的。
(4)充電器的起動(dòng)試驗(yàn)。為了保護(hù)蓄電池，避免充電器起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，一般UPS的充電器起動(dòng)，均有限流起動(dòng)功能，充電器由起動(dòng)到正常運(yùn)行的過渡過程，時(shí)間一般在10s以上，電流一般限定在蓄電池容量的1/10。
(5)不帶蓄電池加載試驗(yàn)。UPS電源不帶蓄電池時(shí)，UPS只具有穩(wěn)壓功能。不帶蓄電池情況下加負(fù)載，可以檢驗(yàn)整流器的動(dòng)態(tài)性能。一般要求在20ms內(nèi)保證輸出電壓恢復(fù)到(100±1)%以內(nèi)。對于這一功能，不同UPS有不同的設(shè)計(jì)。
(6)高次諧波測試。一般UPS的高次諧波分量總和小于5%，可用諧波分析儀來測試。良好的UPS能全部濾掉11次諧波以下的全部諧波，而且波形很穩(wěn)。選用UPS也應(yīng)盡量選用不含11次諧波以下諧波的UPS。
(7)輸出短路試驗(yàn)。此種試驗(yàn)一般不予進(jìn)行，以防損壞UPS電源設(shè)備。這是因?yàn)橛械腢PS的輸出短路保護(hù)功能不夠完善。對于具有旁路電源的UPS，進(jìn)行輸出短路測試時(shí)，必須在斷開旁路電源的情況下進(jìn)行。否則當(dāng)輸出短路時(shí)，UPS電源會(huì)在限流的同時(shí)，將負(fù)載切入旁路電源，會(huì)燒斷旁路電源保險(xiǎn)絲來進(jìn)行保護(hù)。這樣，既看不出輸出短路保護(hù)的限流情況，還將燒毀旁路電源的保險(xiǎn)絲，是應(yīng)該避免的。
UPS電源的測試內(nèi)容還可有，如溫升保護(hù)性能試驗(yàn)、工作溫度試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、蓄電池再充電試驗(yàn)、高溫試驗(yàn)、高濕試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)和不同性質(zhì)的負(fù)載試驗(yàn)等等。作為一個(gè)產(chǎn)品正式生產(chǎn)，尤其是批量生產(chǎn)時(shí)，上述內(nèi)容都有必要測試。但作為用戶對產(chǎn)品的鑒定和驗(yàn)收，一般進(jìn)行靜態(tài)測試、動(dòng)態(tài)測試和常規(guī)測試就可以了。數(shù)據(jù)中心的防火封堵系統(tǒng)不但要防火，還要起到防煙及防鼠的作用。這要求防火封堵系統(tǒng)具有一定的耐火性，氣密性和便于擴(kuò)容等功能。機(jī)房內(nèi)部需要設(shè)置防火封堵系統(tǒng)的區(qū)域較多，像監(jiān)控室、控制室、資料室、數(shù)據(jù)倉庫等較為脆弱和危險(xiǎn)的區(qū)域，都少不了防火封堵系統(tǒng)。
防火封堵系統(tǒng)功能要求
保證機(jī)房之間的防火封堵完善，只是阻止外部火源進(jìn)入安全區(qū);如果將防火分區(qū)細(xì)化到每個(gè)機(jī)架，就可以對機(jī)架內(nèi)部阻止火勢蔓延。所以防火分區(qū)除了安裝在防火分區(qū)的墻體和樓板，也應(yīng)該安裝在機(jī)架底部或頂部。
防火封堵系統(tǒng)的擴(kuò)容性
數(shù)據(jù)中心更換線路的頻率非常高，所以對防火封堵系統(tǒng)的重復(fù)利用有一定的要求，每次換線路都重新做防火封堵的代價(jià)太高，數(shù)據(jù)中心應(yīng)選用無限更換線路，而不需要做額外防火封堵的產(chǎn)品。
防火封堵系統(tǒng)的安全性
保證機(jī)房的整齊、美觀、又能保障設(shè)備安裝和檢修人員的身體健康。數(shù)據(jù)機(jī)房的防火封堵系統(tǒng)不應(yīng)使用以礦棉、石棉為主體的防火封堵系統(tǒng)。防火封堵產(chǎn)品里不應(yīng)該含有鹵素等對電纜等各類各類貫穿物有腐蝕和破壞作用的有害物質(zhì)。
防火設(shè)備的專業(yè)性
在數(shù)據(jù)中心機(jī)房的防火封堵設(shè)計(jì)中，針對機(jī)架底部進(jìn)線會(huì)對機(jī)架內(nèi)部空氣對流造成一定的影響，防火封堵系統(tǒng)最好具備既不妨礙空氣對流，又能阻止火勢蔓延的效果。針對數(shù)據(jù)中心開發(fā)新的專業(yè)設(shè)備是提高性能的最好方法 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心配電架構(gòu)
在傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)中心的主進(jìn)線先至配電柜(配電柜一般額定功率為50~500kW)，配電柜一般配有大型電力變壓器用以轉(zhuǎn)換電壓或改善電力質(zhì)量。然后，配電柜將主進(jìn)線分配成一定數(shù)量的分支電路(一般額定功率為1.5~15kW)為IT設(shè)備配電。每臺IT機(jī)柜使用一條或多條分支電路。IT機(jī)柜的布線通常要求使用硬管或軟管，一般部署在高架地板之下。
在傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)推出之時(shí)數(shù)據(jù)中心內(nèi)僅有數(shù)量非常少的大型IT設(shè)備。那時(shí)，除了對IT設(shè)備進(jìn)行重要升級時(shí)執(zhí)行計(jì)劃宕機(jī)外，很少會(huì)對此進(jìn)行變更。
面臨的挑戰(zhàn)
當(dāng)下，數(shù)據(jù)中心用電方面已然發(fā)生了巨大變化，特別是面臨著功率密度升高、獨(dú)立IT設(shè)備數(shù)量不斷增加、需要在現(xiàn)有IT設(shè)施部署的基礎(chǔ)上添減設(shè)備等難題，而這些難題給傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)帶來了很大的挑戰(zhàn)。較之過去數(shù)據(jù)中心內(nèi)寥寥數(shù)個(gè)大型IT設(shè)備，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心內(nèi)可能裝有上千臺帶有獨(dú)立電源線的插接設(shè)備，這就需要更多的電源插座。
在數(shù)據(jù)中心生命周期內(nèi)，機(jī)柜內(nèi)的IT設(shè)備更換頻繁，常常需要更改功率或在機(jī)柜處增減插座。由于功率需求的變化，處于運(yùn)作中的數(shù)據(jù)中心時(shí)常要在不*附近IT負(fù)載的情況下添加電路。單位機(jī)柜功率密度顯著提高，單位機(jī)柜內(nèi)部的支電路數(shù)量也相應(yīng)增多，大量電線導(dǎo)管充塞地板下的通風(fēng)空間，會(huì)導(dǎo)致氣流阻塞，也加大了更改布線的難度。分支電路斷路器連接的IT設(shè)備數(shù)量常常遠(yuǎn)不只一臺，這就很難估算分支電路尺寸或判斷是否臨界過載。現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心普遍安裝雙路供電系統(tǒng)，必須確保所有電路負(fù)載均不超過50%.
然而，目前尚沒有任何辦法對其進(jìn)行監(jiān)控或規(guī)劃。雖然人們已經(jīng)普遍意識到了這些問題，市場上也出現(xiàn)了各種相應(yīng)的產(chǎn)品，但由于仍使用了傳統(tǒng)的配電架構(gòu)，導(dǎo)致一些新建的數(shù)據(jù)中心處于以下窘境：數(shù)據(jù)中心操作員不得不帶電更換電路(熱作業(yè));操作員無法判斷哪些電路臨界過載，或當(dāng)一條電路斷電時(shí)哪些電路可能過載;地板下的供冷空間被大量的纜線阻塞，減少了現(xiàn)代IT設(shè)備的通風(fēng)量;配電柜的占地面積過大，對地板承重能力要求過高;由于沒有足夠的分支電路，配有大型變壓器的配電柜無法得到充分利用;配有大型變壓器的配電柜產(chǎn)生大量廢熱，必須對其制冷，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心效率降低。
優(yōu)化配電架構(gòu)以應(yīng)對數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求
優(yōu)化目標(biāo)
通過優(yōu)化，可打造高效、可擴(kuò)展、可重新配置的數(shù)據(jù)中心配電架構(gòu)，其具備以下特征：可在運(yùn)行的系統(tǒng)中安全新增或變更電路;無需在地板下敷設(shè)纜線;可對所有的電路功率進(jìn)行監(jiān)控;可遠(yuǎn)程監(jiān)控所有斷路器狀態(tài);可隨時(shí)對IT區(qū)域或相關(guān)配電區(qū)域進(jìn)行部署;IT機(jī)柜僅通過一根線纜滿足所有功率需求;IT人員可自行更換使用IT機(jī)柜上的插座型號;可對每條支電路的容量及冗余進(jìn)行管理;無需使用過量的銅線;效率高。
大型數(shù)據(jù)中心場景
對于較大的數(shù)據(jù)中心，在安裝一組機(jī)柜時(shí)，小型的模塊化配電柜也會(huì)被同時(shí)安裝，并插接上方的母線槽。不同于傳統(tǒng)斷路器面板的導(dǎo)線線頭事先未經(jīng)過處理，模塊化配電柜使用的是安裝有預(yù)先端接防電擊斷路器模塊的背板。模塊化配電柜內(nèi)起初并未安裝分支電路模塊。從模塊化配電柜到IT機(jī)柜的電源電路均使用軟線纜連接，這些線纜需在現(xiàn)場插接到模塊化配電柜的正面，以滿足每臺機(jī)柜的不同需要。IT機(jī)柜的分支電路線纜為預(yù)先端接，同時(shí)配有可插接模塊化配電柜防電擊背板的斷路器模塊。對于需要使用專門分支電路的設(shè)備而言，例如大多數(shù)的刀片服務(wù)器，一根配電柜線纜內(nèi)含有1～3個(gè)分支電路，這些線路直接插接刀片服務(wù)器，無需額外機(jī)柜級配電柜(比如配電盤)。當(dāng)機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行混合部署時(shí)，可使用提供額定電流且可更換插座的機(jī)柜式配電柜。在該系統(tǒng)中，新增IT機(jī)柜行配備有配電柜以及所有配套分支電路電線、條形機(jī)柜插座，可在1h內(nèi)安裝完成，無需任何切線或端接操作。
小型數(shù)據(jù)中心場景
300kW以下的小型數(shù)據(jù)中心可采用簡化架構(gòu)，其組成元件及工作原理與大型數(shù)據(jù)中心相同。對于只允許使用一到兩個(gè)配電柜的小型數(shù)據(jù)中心，用傳統(tǒng)導(dǎo)管及電線將模塊化配電柜直接連接至關(guān)鍵母線的方法往往更加經(jīng)濟(jì)。小型數(shù)據(jù)中心也可以采取一種更為簡化的方案，即將模塊化配電柜直接集成于UPS系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)可安放于IT房間并與IT機(jī)柜排成一行的緊湊部署方案。這樣便可省去利用主母線布線環(huán)節(jié)，同時(shí)也無需額外準(zhǔn)備電源安置空間。至于很小的數(shù)據(jù)中心或形狀不規(guī)則的數(shù)據(jù)中心，采用小型模塊化配電單元?jiǎng)t極為適合。
改造、升級應(yīng)用場景
現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的升級往往涉及許多個(gè)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，擴(kuò)容或安裝高密度區(qū)域項(xiàng)目是其中最為普遍的。相比安裝傳統(tǒng)配電柜，模塊化配電系統(tǒng)的安裝過程要來得簡單方便許多，尤其適用于這些改造項(xiàng)目。在為現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心安裝新的傳統(tǒng)配電柜時(shí)會(huì)面臨一連串挑戰(zhàn)，而模塊化配電系統(tǒng)卻可將多數(shù)的挑戰(zhàn)難題一并“解決”。隨著數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，模塊化配電柜可與現(xiàn)有傳統(tǒng)配電柜共處運(yùn)行。在這些改造方案中，傳統(tǒng)配電柜的安裝常常受限于各種歷史局限，不使用吊頂母線槽元件，每個(gè)配電柜均由傳統(tǒng)管道及電線連接至主母線。模塊化配電柜在升級傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心時(shí)最重要的優(yōu)勢為：由于線纜均置于吊頂線纜槽之內(nèi)，其安裝不會(huì)加劇地板下氣流阻塞現(xiàn)象。
配電監(jiān)控
在數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)中，可能有數(shù)以百計(jì)的斷路器處于負(fù)載狀態(tài)。而經(jīng)過優(yōu)化的配電系統(tǒng)采用更高容量的機(jī)柜供電，其斷路器數(shù)量較之一般系統(tǒng)減少20%～40%.即使這樣，系統(tǒng)中仍存在諸多電路，這些電路可分為4個(gè)級別：UPS主母線、配電柜輸入、分支電路、插座。模塊化配電系統(tǒng)采用內(nèi)置電流及能源監(jiān)控，可對各個(gè)級別的每條線路做到了如指掌。除此之外，配電柜的分支電路斷路器也處于監(jiān)控之中，以便實(shí)時(shí)掌握其工作狀態(tài)。所有監(jiān)控均通過簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)公開標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通訊。容量管理軟件可對系統(tǒng)中每條電路實(shí)施監(jiān)控，增強(qiáng)安全系數(shù)，驗(yàn)證冗余并對現(xiàn)有容量進(jìn)行確認(rèn)。 |
