UPS冗余并联与双总线连接供电方案

  摘要：从节能的观点出发讨论了UPS冗余并联与双总线连接的供电方案。通过对可靠性的计算比较了它们的优缺点。介绍了它们的适用场合，并给出了节能方案。

  关键词：冗余并联；双总线；可靠性；可用性；静态开关

  图12(c)为多机双总线同一冗余结构方案在多机双总线的情况下，除去前面的冗佘方案外，还可采用该图的结构方式。以后双电源的设备越来越多，不用大型STS的双总线结构越来越多。那时双总线与并联冗余的设备量就非常接近了，甚至相同。

  4．3 采用双总线进一步的节能方案

  对于一个大的信息中心机房而言无疑有大

  量的设备，但核心机器只是一部分而不是全部；即使是核心机器，这些机器的功率容量一般不会很大，当然刀片服务器的情况除外，这样一来就给供电方案的节能措施提供了方便。对于那些不是重点的机器可直接由双总线的一路提供，而对那些重点的机器供电进行多重保护，就可节约相当大的一部分能量。这里不妨介绍一个实际的例子：某系统配置了600kVA×2作1+1冗余的UPS，本来作1+1冗余直接并联即可满足可靠性和容量要求，但在实际方案中却给出了如图13(a)的电路结构。这里两台600kVA UPS分成两路后分别送到10台60kVA容量的STS上，10台STS各带自己的负载。开始由UPSl供电，一旦UPSl故障，STS就可以自动将UPS2切入来替换UPSl，以达到双电源冗余供电的目的。从前面的讨论中可以看出，在这里的可靠性与容量并未发生矛盾，两个单台UPS在容量上尚有极大的空间。如果不直接并联冗余，便丢失了双倍过载能力的优点，直接隐患是多了一个故障点。在过载能力上就走到串联热备份的路子上去了。并暴露出了如下的问题：

  1)增加了功率损耗

  为了有一个量的概念，拟作如下计算，以满负荷为例，首先计算出UPS的输出电流：

  I=600kVA／220V=2727A

  静态开关是由三个PN结的可控硅构成，导通压降设为U=1．5V，于是在这些可控硅管上的消耗功率就是：

  P=IU=2727A×1．5V≈4091W

  每年消耗能量：

  Q=4091W×8760h≈35837kWh=35837度

  即每年仅仅STS就消耗掉35837度电能，有资料显示每1kWh电的煤燃烧后可向大气中排放2．72kg的二氧化碳，35837度电的煤就向大气中排放35837×2．72kg=97477kg的二氧化碳。如果采用图12(b)的电路结构方案，就可将这些功率节约下来，将煤省下来，将二氧化碳的排放量降下来。

  2)增加了投资

  用户反映，每台60kVA的STS价格为50万元人民币，10台就是500万元。采用了图13(b)的电路结构方案后，每台msts仅3000元，即使100台也才30万元，何况用量不足100台。该项投资不到原设计的十分之一，节约了投资。

  3)增加了占地面积

  10台60kVA的STS按照Cyberex公司的介绍，其占地面积S=(61cm×76cm)×10=46360cm2，近5m2。考虑到柜子不是放在一起，至少一面要预留出活动的空间，所以占地面积约10m2，这就是一个小机房的面积。而msts(minists)仅有1 U的高度，可以放到19″的标准机柜中，一般可不另外放置，直接放到IT机柜内即可，即使另外放置，最多占两个柜子的面积，不到1平方米。

  刀片服务器也可用此方案，因为一般刀片服务器以组合模块为单位，即使一个IT机柜可达到20kW或更多，但一个组合并不是这么多，更何况现在已经出现了针对刀片服务器的模块UPS电源，可与刀片服务器放在一起，这就给使用节能的msts提供了更大的空间。如图14所示就是刀片服务器电源与msts的连接示意图。