机房UPS设计方案

xxx 机房机房 UPS 设设 计计 方方 案案 2015 年 XX 月 XX 日 机房 UPS 设计方案 2 17 目录目录 一 系统需求 3 二 UPS 设计概述 4 三 UPS 系统设计 5 四 施工安装 14 五 售后服务 16 机房 UPS 设计方案 3 17 一 一 系统需求系统需求 为保证信息系统的安全 UPS 间的建设尤为重要 由于供电系统中不可避免的存在如 供电中断 电压浪涌 电压陷落 波形畸变 频率漂移 持续过压 持续低压 瞬间过电 压和噪声干扰等情况 这些情况中的任一出现必将造成整个供电系统的不稳定 尤其是对 通信网络信息设备轻则工作出错 通信失败 重则设备损坏 数据丢失 系统崩溃 作为 网络信息系统核心的服务器及通信设备能否稳定地工作 取决于电源系统能否提供高质量 稳定的电源 设备最大功率统计如下 序号序号名称名称 功率 功率 kwkw 1 16060 2 2120120 增加 UPS 主要为服务器等数据通讯设备提供后备电源 根据需求 对服务器等重要设 备提供约为 2 个小时的供电时间 同时 还要求 UPS 还具有网络监控功能 UPS 的工作状况能被系统管理员随时掌握 一旦 UPS 出现异常 可以通过多种方式通知把信号传达到工作人员办公室 保安室 同时 采用短信息方式通知相关负责人 机房 UPS 设计方案 4 17 二 二 UPS 设计概述设计概述 2 1 编制目的 编制目的 本文件用来描述 xxxx 机房电源解决方案 主要对保证监控中心服务器设备 网络设备 及视频设备的用电安全 对 UPS 设计进行了总体说明 并作为甲方 监理 专家监督施工 的依据 2 2 编制依据 编制依据 1 通信用不间断电源 UPS YD T 1095 2000 国家信息产业部 2 信息技术设备不间断电源通用技术条件 GB T 14715 3 不间断电源设备 GB T7260 1987 4 通信电源设备安装设计规范 YD5040 97 2 3 设计原则 设计原则 1 高可靠性 高可靠性 这是系统设计最重要的基础 是用户设备稳定工作的重要保障 2 技术的先进性 技术的先进性 UPS 系统应具备目前先进的技术 并能满足未来发展的需要 3 良好的管理性 良好的管理性 UPS 具备直观的状态显示和方便的操作 具有远程监控和管理能力 4 良好的维护性 良好的维护性 UPS 系统具备故障自动检测和报警能力 特别具有良好的维护性并保护用户对电池系统的投资 5 5 最佳性能价格比 最佳性能价格比 UPS 系统具备良好的性能和相对较低的价格 满足用户的投资需求 机房 UPS 设计方案 5 17 三 三 UPS 系统设计系统设计 3 1 UPS 主机的选择主机的选择 考虑到 UPS 主要为服务器等数据通讯设备提供后备电源 根据用户需求 对服务器等 重要设备提供为 2 个小时的供电时间 机房的负载约 40KVA 按照用户现场最大负载计算 考虑到 UPS 运行的效率在 80 左右 需要选择 48KVA 的 UPS 机头 本设计为新装 48KVA UPS 相结合 对机房设备进行供电 根据以上需求 我们为用户选用了美国 APC 公司英飞系列中的 ISX48KVA UPS 电源 标 准配置输出隔离变压器 降低共模干扰 最大程度提高系统的可靠性 电池采用铅酸免维 护电池 3 2 后备电池 后备电池的选择的选择 机房新建 UPS 所供负载大约 40KVA 需要采用 48KVA 的 UPS 机头 48KVA 的 UPS 机头充 电电压为 384V 需要选用 12V 单体电池为 384 12 32 只 根据方案需求我们为 xxxx 机房 电源解决方案配备的 UPS 系统采用 ISX48KVA 三进三出在线式 UPS 配备天利电池 12V100AH 长寿命铅酸免维护电池 满足客户要求的服务器及网络设备延时 1 小时的需要 UPS 后备时间计算方式如下 后备时间计算方式如下 放电电流 S COS 每组电池数 电池平均放电电压 逆变效率 注释 UPS 输出功率 48KVA S 为实际负载约为 40KVA 计算机负载功率因数 COS 为 0 8 每组电池数为 64 电池单体数为 1 UPS 逆变效率为 0 95 当 UPS 单机负载 40KVA 时 在负载为计算机负载情况下 满足 1 小时电池后备工作时间共需 12V100AH 64 只的单 体电池 3 3 UPS 设备间布置及承重设计说明设备间布置及承重设计说明 3 3 1 设备的重量设备的重量 需要放置的设备包括 APC UPS 一套 含主机和电池等 具体电池数量 重量见下 表 机房 UPS 设计方案 6 17 1 新增 UPS 主机柜的重量及体积 名称配置说明数量重量 kg UPS 主机柜48KW1440 电池12V100AH6440kg 块 每个电池柜放置 16 块电池 重量共计 790kg 含柜子 有 4 个电池柜 每个电池柜的底面积 深 宽 mm 0 9 0 8 0 72m2 3 3 2 设备间的散力架的铺设说明设备间的散力架的铺设说明 散力架采用 50mmX50mm 5mm 厚 U 型槽钢 焊接成 7000X850mm 的承重网 4 个 电池架排成一排与承重网焊接成一体 有效面积为 5 95 平方米 3 3 3 UPS 设备的摆放说明设备的摆放说明 APC UPS 按 4 个电池柜 每个电池柜放置 16 块电池 重量共计 1000kg 占地面积 深 宽 mm 0 45 0 475 0 2375m2 APC 配置有 4 个电池柜 每个电池柜放置 16 块电池 重量共计 1000kg 占地面积 深 宽 mm 0 9 0 8 0 72m2 设备重量总计 440 150 x4 640 4 3600 公斤 承重总面积为 7X0 85 5 95 平方米 单位面积承重 3600 5 95 605 公斤 平方米 通过测算 UPS 设备间敷设散力架后单位面积承重为 605 公斤 平方米 小于 1500 公斤 平方米 3 4 APC UPS 产品特点产品特点 3 4 1 全面提升系统可靠性的专业设计全面提升系统可靠性的专业设计 采用第四代 IGBT 功率器件及多重保护技术 先进的双 DSP 全数字技术 整机不需任何可调电阻 抗干扰能力强 无老化 漂移问题 先进的分布式直接并联技术保证了在线扩容和系统冗余 专业的 UPS 防雷技术 内置 D 级防雷 机房 UPS 设计方案 7 17 3 4 2 优异的输入特性优异的输入特性 超宽输入电压范围 45 15 可适应恶劣电力环境 宽频率输入范围 50Hz 10 保证了发电机供电时 UPS 稳定运行 低直流母线纹波 延长电池寿命 3 4 3 优异的输出特性优异的输出特性 采用高精度矢量控制逆变技术 输出电压稳压精度高 动态响应快 且畸变 率低 带三相 100 不平衡负载的能力 具有很强的过载能力及抗冲击能力 3 4 4 智能化电池管理智能化电池管理 根据电池放电曲线自动调节放电终止电压 避免固定设置导致的电池过度放 电 基于温度补偿的智能化充放电电池管理 延长电池寿命 50 以上 定期自动进行电池自检 确保电池可靠工作 精确预测电池的后备时间 3 4 5 完备的本机监控管理完备的本机监控管理 自适应 UPS 并机层通讯 无需任何附加设备 可以通过任意一台 UPS 监测并 机 UPS 系统信息 单机提供 8 路输出及 6 路输入继电器接点 支持 RS232 RS485 SNMP MODEM 多种后台通讯方式 3 4 6 超强的网络管理功能超强的网络管理功能 先进的 SNMP 卡及其相关软件 兼容 10M 100M 以太网 支持 SNMP HTTP TFTP TELNET TTYP 等协议 监控软件具备电源事件记录和分 析功能 灵活多样的组网方案 可实现在 Internet Intranet 上的远程监控 UPS 系统具备自诊断 自保护功能 可以实现声光 E mail 和 BP 机报警 3 4 7 人机界面友好 便于操作和维护人机界面友好 便于操作和维护 大屏幕液晶显示 操作简单 一键开机 3 4 8 适合中国用户的适合中国用户的 UPS 性能价格比高 实用 够用 好用的 UPS 安装 维护简便 配件价格便宜 维护成本低 机房 UPS 设计方案 8 17 致力与 UPS 行业多年的 APC 集团遍布全国三十多个城市的销售 服务网为中 国用户提供完善的电源解决方案及细致的售后服务 3 4 9 方便的网络监控方便的网络监控 支持Windows NT SerVice function 可无限扩充多国语言 自动以电子邮件发送警讯 自动以呼叫器传呼警讯 可透过TCPIP或Internet进行网络远程UPS监控 自动侦测市电中断及 UPS电池低电位 可弹性设定自动开关机时间 实时以图形显示UPS状态 如温度 电压 负载 频率 等 广播警告讯息 可设定关机倒数时间和每次警告之间的间隔时间 可设定UPS 诊断性自我测试时间 离开系统前自动关闭及存储应用程序 记录及分析电源状态 3 5 APC UPS 运行描述运行描述 3 5 1 正常工作模式正常工作模式描述 描述 在主路市电正常时 UPS 一方面通过整流器 逆变器给负载提供高品质交流 电源 另一方面通过整流器为电池充电 将能量储存在电池中 原理框图见图示 1 机房 UPS 设计方案 9 17 Mainsoutput Bypass 图图 1 正常工作模式正常工作模式 3 5 2 电池工作模式电池工作模式描述 描述 当主路市电异常时 系统自动无间断地切换到电池工作模式 由电池通过逆 变器输出交流电向负载供电 市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式 原理框图见图示 2 output Bypass Mains 图图 2 电池工作模式电池工作模式 3 5 3 旁路工作模式旁路工作模式描述 描述 旁路工作方式有两种 一种能自动恢复到正常工作模式 另一种需人工干预 才能回到正常工作模式 在超出逆变器过载能力 逆变器受大负载冲击等情况下 系统自动无间断切 换到静态旁路电源向负载供电 过载消除后 系统自动恢复正常供电方式 当用户关机 或主路市电异常且电池储能耗尽 或发生严重故障等情况下 逆变 器关闭 系统会切换并停留在旁路供电工作模式 此后若需恢复到正常工作模式 则需要用户重新开机 原理框图见图示 3 机房 UPS 设计方案 10 17 Mains Bypass output 图图 3 旁路工作模式旁路工作模式 3 5 4 维修旁路模式维修旁路模式描述 描述 需要对 UPS 系统及电池进行全面检修或设备故障维修时 可以通过闭合维护开 关 Q3BP 将负载转向维修旁路直接供电 以实现对负载不停电维护 维修时需 要断开 UPS 内部的主路输入开关 Q1 旁路输入开关 Q2 和电池输入开关以及输 出开关 Q5 实现 UPS 内部不带电而对负载仍然维持供电的维修工作模式 原理 框图见图示 4 图图 4 维修工作模式维修工作模式 3 6 UPS 网络管理网络管理 随着计算机互联网络的发展 网络就是计算机 的趋势日益明显 要让信息实时畅通 并为人所共享将至关重要 而网络的高速建设和广泛普及 甚至宽带到户 宽带到桌面的 逐步实现 未来世界中互联网络的充分利用程度 有效信息的交互容量以及人们对网络的 依赖程度都会大大增加 而网络是一个数字化的电子环境 高质量的供电乃是网络正常运 转的基石和源泉 所以要保护网络首先是要保障整个网络的高品质的电源环境 保障不仅 机房 UPS 设计方案 11 17 是主机 HOST 路由器 ROUTER 交换机 SWITCH 集线器 HUB 还包括一切能让网 络正常运行的关联设备的高品质 高可靠的供电 因而智能化不间断电源 UPS 便成为 高品质网络必不可少的一员 同时 随着 UPS 在保护网络运转 保证网络高可靠 高可用 网络服务的优质稳定 信息传输和数据业务的永不间断中所起的重要作用 对其的可靠监 控和有效管理利用 并实现智能化 自动化 高效率低成本的维护管理 就成了必须考虑 和面对的问题 通过 APC 的管理软件 可以实现已集中管理和远程监控所有工作在网络中 的智能 UPS 并提供一整套完善 可靠 有效的网络监控管理方案成为 APC 提供进一步高 端服务的技术特点 同时 APC 还推出手机短的管理模式 手机短信以其简洁 方便 即时 可靠等特点被 广泛推荐 大容量 UPS 作为关键设备的电源的支撑 其运行的稳定可靠对用户系统的安全 有至关影响 所以用户希望及时了解到 UPS 的运行异常状态 MobileMate 利用成熟的移动 通信方式 通过手机短信让用户管理人员对 UPS 运行情况了如指掌 通过 APC 厂家的管理软件进行网络管理 通过串行通讯建立 UPS 与服务器之间建立一 个事件 响应的通讯机制 当发生紧急电源故障时 UPS 向被保护的服务器发送事件报警 而此时服务器上的软件将按照事件的类型及相对应的设置决定需要进行的响应 其核心功 能是 在 UPS 故障或者电池即将耗尽时 完成对 UPS 保护的服务器实现操作系统安全关闭 保护用户系统及数据的安全性 两台 UPS 机头分别安装一台网络适配器 通过网络适配器 连接入集团的局域网里 并且不需要专门的 pc 管理人员可以在自己的 pc 上安装 UPSilon 2000 进行管理 适用于各种操作系统 Windows 95 NT 2000 xp NoVell Netware IntraNetware Macintosh LAN SerVer OS 2 Warp IBM AIX Solaris Sun OS UnixWare SCO Unix SGI Irix HP UX Digital Unix True64 VMS on VAX OpenVMS on AXP or VAX Linux Unisys Unix 等 网络管理连接图如下 机房 UPS 设计方案 12 17 网络管理功能简介网络管理功能简介 1 UPS 异常发送手机短信通知 如市电中断 UPS 故障 旁路 2 同时向多台手机发送短信告警通知 3 完善的用户管理权限功能 确实保护监控的安全可靠 4 实时时钟 可记录一定数量 UPS 运行历史事件 历史数据 以供管理员查询和分析 5 实现不同告警发送不同手机 6 实现计算机负载危机保护功能 在 UPS 故障时将计算机系统安全存盘并退出 以保障 计算机数据安全 7 安排 UPS 定时开 关机 定期放电测试 8 告警简洁明了 支持纯中文信息 内容包含设备名称 故障描述 发送时间 9 设定 UPS 在某些紧及 如环境过温 情况下自动关闭 UPS 以保护关键设备和 UPS 的安 全 机房 UPS 设计方案 13 17 3 7 UPS 声光报警功能声光报警功能 主机报警信息及时地传到保安室和监控室 声光报警提醒相关人员 具体报警信息相关如下 主机干接点报警信号主机干接点报警信号输出功能说明 输出功能说明 在 UPS 输入端子区下方 有 REMOTE 远程 和 RS232 接口 15 pin 母座标为 REMOTE 15 pin 远程信号远程信号 接口 接口 REMOTE 接口信号如下 Nr 1辅助电源 12Vdc 80mA max Nr 3报警信号接口 Nr 2关闭逆变器和 UPS 控制信号 The pin arrangement of the connector is as follows see figure opposite 电池低 电池放电 旁路 故障 接触位置表示没有报警 NORMAL OPERATION 触点信号电流为触点信号电流为 0 5A 42V 远程命令 两个命令如下 转旁路关闭逆变器 连接 8 针和 15 针 2 秒后 UPS 锁住命令 连接 7 针和 15 针 2 秒后 3 8 UPS 电源设备清单电源设备清单 新增 48KVA 的 UPS 要满足 1 小时的供电时间 需配用 12V 的电池 64 块 电池柜 4 个 总重 3600 公斤 电源具体的配置清单如下 电源具体的配置清单如下 APCAPC 60KVA60KVA UPSUPS 配置清单配置清单 项目项目设备名称设备名称型号 描述型号 描述数量数量品牌品牌 备注备注 主机APC 主机 1APC 电池开关盒60KVA 电池开关 1 UPS 声光报警装置特殊定做 1 机房 UPS 设计方案 14 17 短信报警平台 mobile mate1APC 管理软件 1 APC 网络适配器 2 随主机附件 电池 12V 100AH64 天利 电池柜特殊定做 4 电池系统 电池电缆BVR50MM2一套 四 施工四 施工安装安装 4 1 设备安装 设备安装 4 1 1 空间要求空间要求 由于电源安装在新办公楼的二层 因要求电源的后备时间 1 小时 电源及后备电池占 用的底面积较大 设计时不仅考虑电源系统承重的要求 而且还留出了充分的电源使用面 积 设计标准如下 机器前必须留有至少一米的空间 便于维护 在机器后部和墙边留有至少 20CM 的空间 以利于风机空气的流动 风机维修时至少 40CM 的维修空间 机器上不能放置其他物品 电池柜可放置于 UPS 机柜旁边 前后左右和上净空要求同 UPS 机柜 同样避免阳光直 射 液体或异物掉落 4 1 2 环境要求环境要求 RT 系列 UPS 最好安装在无导电杂质的装有空调的独立房间内 由于可能性的噪音干扰 建议不要安装在办公室内 操作环境必须清洁 干燥并受到保护 空气须无灰尘和腐蚀性 气体 系统运行时还必须保持空气流通 考虑到我们 UPS 间的可供选择房间只有食堂旁边 的位置 UPS 隔墙应该绝对不可以留有缝隙 绝对不可以让食堂潮湿的气体通过缝隙进入 UPS 间 安装 RT UPS 的环境必须符合以下条件 机房 UPS 设计方案 15 17 1 运行相对湿度 0 95 不结露 2 运行温度 0 摄氏度 40 摄氏度 3 注 要求 UPS 间环境为无水 不得安装液体灭火装置 4 1 3 配电要求配电要求 特别注意 所有电源线和控制线只能由持证电工在 APC 授权工程师的督导下进行安装连接 所有 输入 输出和紧急电源关断布线必须符合国家电气标准 建议为 UPS 电源布线时使用柔性护套 这样易于维护和保护线路 防雷接地到 C 级 UPS 房间