具备冗余式供电能力为3800kVA，其最大供电能力高达6000kVA的超大型IDC机房用智能化UPS供电系统采用的是双总线输入、双总线输出+负载同步控制器+负载自动切换开关设计方案所构成的、具有世界一流技术水平的超大型UPS供电系统。这种端到端的一体化UPS供电系统不仅可以消除各种可能出现的单点瓶颈故障隐患。而且，还可向位于IDC机房内的各种IT设备连续提供365×24h高品质的UPS逆变器电源。
1 IDC机房用UPS供电系统应有的基本特性
随着信息化时代的到来、大批IDC机房如雨后春笋般地出现在电信企业、金融企业、政府网站和制造业中。互联网数据处理中心（IDC）承担着为入驻的各类网站、企业和用户提供能处理突发性的大数据吞吐量的，高效数据传输率的，能连续地执行高速宽带互联网增值服务任务，从而使得各类用户在信息网络上能顺利地完成各种信息资源（数据，语音和图形等信息）的交换/分享操作任务、而执行着各种网管操作功能的网络枢纽调控中心。鉴于当今被安装于信息网络机房内的绝大多数IT设备（服务器、交换机、光端机、网关、磁盘阵列机和通信设备）所允许的瞬间供电中断时间仅为0.01～0.02s左右。这就意味着：对于关键性的IDC机房所用的UPS供电系统而言，在运行中如果出现0.02s以上瞬间供电中断的故障时，就会造成网络瘫痪事故发生。众所周知：一旦网络瘫痪后，要想让整个网络重新恢复正常工作往往需耗时几十分钟至几小时。显而易见，由此会给用户带来巨大的经济损失。基于上述原因：对于负责向IDC机房供电的UPS供电系统而言，必须满足如下基本要求：
（1）采用带输出隔离压器的双变换、在线式UPS来提供纯洁的逆变器电源。
大量的运行实践表明： 只有带输出隔离压器的双变换、在线式UPS电源才有可能向IDC机房提供同时具有稳压的、连续供电的、无频率突变的、无干扰的、无波形失真的、零线对地线电位低的纯洁正弦波电源（凡是熟悉IDC机房运行的人士均知道：为确保服务器、小型机等能高效运行的前提之一是: 供电系统的零线对地线电位<1V）。其中稳压和连续供电的两种特性是确保IT硬件安全运行的前提条件，而后四种特性则是确保IT设备在数据处理、存储和传送操作的全过程中实现高速宽带、可靠操作的必要条件（它可降低误码率/逻辑操作错）。有鉴于此，在IDC机房中不宜选用价格便宜的非双变换、在线式UPS或不带输出隔离压器的双变换、在线式UPS（它的零线对地线电位过高）。
（2）对于IDC机房用的供电系统来说，它是不允许UPS进入由市电经交流旁路供电的工作状态的。
这是因为：一旦UPS处于交流旁路供电的工作状态时（包括交流静态旁路和维修旁路），此时用户的所有关键性负载都是由毫无安全保障的低质量电源来供电的，它会对信息网络的安全运行带来下述的严重故障隐患。
* 输入电源出现瞬间供电中断（大于0.02s的瞬间停电）故障→信息网络设备关机/莫明其妙地开机自检误动作，从而导致网络瘫痪发生。这种危险性存在于:一旦在公用电网上因故发生停电/短路故障时，重者就会因长时间的停电而造成信息网络设备关机，轻者就会因信息网络设备莫明其妙地开机自检误动作而造成网络瘫痪（例如:对于未采用双总线输出设计方案的UPS供电系统来说，一旦在输入电网/UPS输出端因故出现严重过载/短路故障时，就会因断路器开关的跳闸时间/熔断器的熔断时间高达几十到几百毫秒左右、从而导致大于0.02s的瞬间供电中断故障发生）。
* 串入各种电源干扰→误码率增大、逻辑操作错，从而导致信息网络的有效运行速率急剧下降/信息网络设备莫明其妙地死机（网络瘫痪）;
（2）对于IDC机房用的供电系统来说，当它工作在恶劣运行条件时（例如：在它的电源输入端出现高能浪涌/频率突变时; 在其UPS电源输出端有启动浪涌电流很大的非线性负载投入时），能否确保UPS供电系统继续稳定可靠地运行是能否消除网络瘫痪故障隐患的重要条件之一。
近年来，通过对在国内的若干信息网络机房用的UPS冗余并机供电系统中所发生的偶发性的瞬间供电中断（瞬间停电时间从几十毫秒到几秒数量级）或长时间停电故障，并进而造成网络瘫痪的事故的分析发现：它易于发生在具有下述的弱点/缺点的UPS产品中：
* 某些输入端无有效输入过压保护的UPS;
* 某些采用无输出隔离变压器设计的UPS;
* 某些采用并联/串并联拓扑结构设计的UPS;
* 某些在交流旁路上未配置输入电流检测功能的UPS;
* 某些片面追求动态响应高指标的UPS。
上述事实说明正确地选择UPS单机产品是配置高品质IDC机房用UPS供电系统的技术前提之一。
为确保华为公司的IDC机房能长期安全、可靠地运行，艾默生公司在充分地总结国内外IDC机房运行的成功经验/事故教训的基础上、为它配置一套性能优越、设计功能完善的端到端的一体化UPS供电系统（它包括从冗余式双总线输入电源起到最终IT设备端所需的双总线输出配电柜之间全套供电设备）。 这样的一体化UPS供电系统可向华为IDC机房长期提供电源可利用率。高达99.99999995%的高品质的UPS逆变器电源（年平均的停电时间小于0.15s左右）。
2 IDC机房用的智能化UPS供电系统
为华为IDC机房供电的UPS供电系统采用的是具有双总线输入、双总线输出调控特性的N+1UPS冗余并机供电设计方案，其技术优势为: 它具有提供365天×24h的纯净UPS逆变器电源的连续供电能力。这是由于我们采用如下设计周全的系统配置方案：
（a）选用经多年运行实践证明：技术先进、稳定可靠的Hipulse 系列UPS（带输出隔离压器的双变换、在线式UPS）;
（b）选用N+1型冗余并机系统及闭环式冗余并机通信技术，它可大大提高UPS供电系统的容错功能和供电质量。在运行中，即使遇到某台UPS因故出故障时，IT设备仍然由UPS的逆变器电源供电;
（c）采用具有双总线输入、双总线输出的配送电设计方案，在整个供电系统中、不存在单点瓶颈故障隐患;
（d）允许操作人员在UPS逆变器电源连续供电的条件下，执行安全的不带电的维护和检修操作;
（e）由于在UPS供电系统中、采用负载同步控制器（LBS）+ 负载切换开关（LTM）设计方案，即使在用户负载端出现短路故障时、它能在把短路故障的影响限制在最小的范围之内的同时，将未发生短路故障的其它负载迅捷地切换到另一套正常工作的UPS逆变器电源上，从而确保IT设备能获得极高的电源可利用率;
（f）零线对地线的电位很低（小于1V）。
华为IDC机房用的UPS供电系统是由以两套N+1型UPS冗余并机系统为核心所组成的超大型UPS供电系统。正常工作时，它的冗余式供电能力为3800kVA，其最大供电能力高达6000kVA。该系统主要由如下两部份所组成:（1）2+1 型UPS（800kVA）冗余并机系统;（2）1+1 型UPS（600kVA）冗余并机系统。
2.1 由两套2+1型UPS（800kVA）冗余并机系统为核心所构成的双总线输入、双总线输出UPS供电系统负载自动切换开关+ 负载同步 控制器所组成的双总线输入，双总线输出型UPS冗余供电系统
2.1.1 双总线输入式冗余供电系统
来自两台10kV/380V、输出功率为3150kVA的输入变压器A和B的两路输入电源1和2经由3个6300A的K1a、K1b和K1c开关所组成的冗余式自动切换开关组被分别送到两套处于互补工作状态的2+1型UPS（800kVA）冗余并机系统A和B的输入开关柜A和B上。正常供电时，输入电源1和2分别承担着向互补式的2+1型UPS冗余并机系统A和B的优先供电电源的任务。与此同时，输入电源1和2还分别承担着向2+1型UPS冗余并机系统B和A的备用供电电源的任务。在运行中，如果因故致使优先供电电源停电或自动切换开关K1a/K1b因故脱扣跳闸时，在上述自动切换开关组的调控下，自动切换开关K1c就会按先断、后通的工作方式将备用电源送到其优先供电电源己消失的那套2+1型UPS冗余并机系统的输入开关柜上。显而易见，通过这样的双总线输入式调控方式，就能确保后接的2+1型UPS冗余并机系统、不会因输入电源出现长时间的停电而导致UPS电源进入因电池电压过低而自动关机状态的不幸事故发生。
为消除从电源输入端串入的高能瞬态浪涌对UPS安全运行所可能造成的危害，在UPS的输入开关柜A和B上各配置1个抗浪涌抑制能力为400kA的防雷击、抗浪涌抑制器。
2.1.2 两套处于互补工作状态的2+1型UPS冗余并机系统
在华为IDC机房中、配置有两套由800kVA UPS单机所组成的2+1型UPS冗余并机系统A和B（每台UPS单机都配置有后备供电时间为10min的电池组）。在专用并机控制板的调控下，从每台UPS所输出的逆变器电源总是处于电压输出幅值相同，输出波形为同频率和同相位的相互同步跟踪状态之中。此时，来自每套2+1型UPS冗余并机系统中的3台800kVA的UPS的输出电源分别经位于第1级输出配电柜中的各自的1200A的开关而并联输出。在实际运行中，只要用户的后接总负载量应小于1600kVA。当正常工作时，它不但可确保由3台UPS单机来平均分担负载电流。而且，该UPS冗余并机系统的环流几乎为零。当某台UPS因故出故障时，UPS的冗余并机控制系统会自动地执行选择性脱机操作。将有故障的那台UPS电源从并机输出的总线中自动脱离 出来，由剩下的2台UPS继续向信息网络设备提供高质量的逆变器电源，从而为UPS供电系统获得必要的容错功能奠定下坚实的技术基础。由于在Hipulse 系列UPS的并机系统中采用独特的瞬时值均流并机技术（它是利用 同步频率母线和均流母线调控技术来同时细调冗余并机系统的环流和均流的，利用逆向功率检测电路来准确地执行选择性脱机操作的），从而使得艾默生公司的UPS冗余并机系统具有如下优异特性：
本文关键字：IDC机房 电源，电工技术 - 电源
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