随着电力企业自动化程度的不断提高,各种计算机设备对电源的依赖性越来越强,同时也对电源的质量和安全问题提出了更高的要求。文中介绍了云和县电力局中心机房UPS供电系统的实际使用情况,分析了该双机冗余单总线方案中存在的单点瓶颈故障隐患,并从优化供电拓扑配线结构的角度,给出了双机双总线和双开关三单机双总线两种优化方案,同时就供电可靠性、可行性、改造复杂程度等方面对两种方案在理论上进行了分析比较。
随着供电企业深入推进集约化、标准化、精益化、信息化的管理,计算机技术和网络技术在电力调度生产、电网自动化控制、电力优质服务及电力信息资源处理等领域使用日趋广泛,电力企业对计算机及网络系统的依赖程度越来越高,与此同时,也对电力中心机房等信息设备较为集中的重要场所提供稳定电能的UPS供电系统(简称UPS)的可靠性提出了更高的要求。
1 双机冗余单总线供电系统
云和县电力局中心机房建于2007年,位于电力局行政大楼十层,为满足设备可靠性方面的要求,机房核心设备均具有双电源输入能力。目前,机房由两台容量为20kVA的UPS并联供电(在线式UPS)。理论上,整个机房动力系统能提供2×20kVA供电容量,在日常情况下,机房平均总负载为11.8kVA,UPS并机负载率在30%左右。信息中心机房UPS并联方式和配电接线如图1所示。
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模块化UPS可以认为是一个具有多重冗余结构的可扩充、可快速修复的模块化系统，系统主要包含以下组成部分：输入配电、输出配电、N+1功率转换模块、N+1电池模块、1+1控制管理模块、集中静态旁路、维护旁路。
功率模块在物理结构上是一个完整的可插拔更换的单元，应具备完整的AC/DC、DC/DC和DC/AC转换以及不停电供电控制功能，在配置输入输出配电和相应电压的电池后，就是一台UPS；把电池分组是为了实现冗余功能，总容量由整台模块化UPS设计容量确定，在物理结构上每组电池构成一个独立的可插拔更换的单元；集中静态旁路在物理结构上也是一个可整体安装更换的单元，其容量等于整台模块化UPS设计输出容量；控制管理模块也是可插拔安装更换的，其功能主要有三个：第一个是整个系统工作状态信息的收集，如输入、输出电压等；第二是整个系统功能的控制，如系统并联逻辑控制，切入、切出旁路等；第三是作为系统与外界通信的接口。
双机冗余并联ATS连接
(2)电源输出。由于双机冗余的单总线输出结构,无论是单电源输入的负载,还是双电源输入的负载都被连接在同一条UPS的输出总线上,并没有其它的冗余供电通道,从而在输出端形成了“单点瓶颈”故障隐患。特别是UPS设备运行当中,如果出现设备或其他故障,影响到并联输出端时,致使UPS并机系统出现闪断甚至停电情况,那么也将导致设备负载全停。
2 提高系统可靠性的措施
为了提高信息机房供电系统的运行可靠性,一般采用的方法有两种,即供电系统的冗余连接和负载设备的双电源或三电源冗余输入。这可从可用性表达式中看出
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