机房基础设施技术方案

1、勘察测绘研究院信息中心机房基础设施技术方案文件青岛飞讯电子工程有限公司2010年12月目 录一、UPS容量计算及型号推荐3一、容量计算3二、解决方案：3三、Adapt PM模块化UPS产品介绍41AdaptPM柔性冗余UPS系统42、AdaptPM系统UPS的高效率特点：63AdaptPM设计了内置的智能配电系统。74、完整的AdaptPM的UPS系统包括：85. 可靠性预计106、AdaptPM系统的电气参数147、艾默生APM UPS检测报告16一、UPS容量计算及型号推荐一、 容量计算贵单位机房现有20KVA UPS一台，负载大约在30%-50%左右。根据现有设备运行情况，可计算出30K

2、VA的UPS已经能满足目前设备的正常运行。考虑到设备的稳定、安全、可靠运行及后续增加设备的平滑过度升级建议采用模块化的UPS，冗余一个模块，建议采用一台60KVA模块化UPS组成安全、可靠、配置灵活的不间断电源系统；双电源设备可用一路市电输入、一路UPS输入；单电源可采用STS切换开关，实现两路输入的转换；二、 解决方案： 贵单位的信息中心机房是信息化发展的重要依托，具有重要的业务应用，其建设目标是一个现代化信息机房，完全符合国际IEC标准、中国国家标准和行业标准，是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房，同时又需要节省投资，缩短用户工程建设周期，提升核心竞争力。机房的建设从根本

3、上满足计算机等各种信息系统电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。综上所述，我公司推荐艾默生高端模块化UPS AdaptPM 60KVA 一台，每个模块30KVA，目前负载可冗余一个模块，若后续设备增加，可继续增加模块；最多可达5个模块150KVA；AdaptPM为您提供的是一套完整的数据中心基础设施解决方案。艾默生通过标准化、可插拔的标准预装配组件建立数据中心的基础能源和环境监控设施，是一个基于高可靠性、高可维护性、高管理性的高度集成的动力系统。AdaptPM系统非常适合于区域或集中式数据中心的动力设计。AdaptPM

4、提供了一个保护数据中心的新方法，并优化了设备生命周期成本，提供了无与伦比的适应性、可用性、易管理性和易维护性。三、Adapt PM模块化UPS产品介绍AdaptPM（Power Management）智能柔性IT动力中心解决方案包括：u 基于高可靠性冗余和可扩展UPS系统；u 可分路状态（电压、电流、功率、谐波、开关状态）监控、可热插拔维护或增容的分路开关，便于模块化扩容和负载三相平衡调整的智能配电系统；u 智能、可集中监控的分布式环境检测装置；u 智能化的动力环境监控管理软件；u 本地化、细则周到的服务和技术支持；u 统一、美观、兼容性强的机房配电系统；1AdaptPM柔性冗余UPS系统拥有

5、基于艾默生长达40多年的UPS设计制造技术和业内最稳定可靠的UPS冗余技术，并采用全新的结构设计的高可靠性UPS系统。艾默生革命性的将150KW的UPS冗余系统集成在只有半个Rack的空间内，达到的全球UPS系统中最高的功率密度，并且完全遵循国际上对冗余系统可靠性的评估标准，采用的N+1系统中，将冗余系统控制在N4的范围内。并机数量1+1并联2+1并联3+1并联4+1并联5+1并联6+1并联功率容量（以单机为单位）1倍2倍3倍4倍5倍6倍安全过载功率容量（以系统功率为单位）200%150%133%125%120%117%MTBF（以单机为单位）5.5倍4.1倍2.9倍2.1倍1.5倍1.05倍

6、注：1. 数据来源于美国军用标准MIL-HDBK-217C and Reliability Engineering, 1997.2. 在表中是把UPS单机的MTBF (平均无故障率时间) 取为1来进行相对比较的。艾默生将冗余的UPS采用机架式设计，冗余连接部分采用航天专用的热插拔连接器，并在UPS并联技术中应用了成熟稳定的自动均流控制技术，无需专业人员调试，UPS只需安装就位后，就可以自动启动并联冗余控制。由此解决了困扰用户的UPS系统扩容或维修无法由自己及时实施的难题，使用户消除了对UPS系统容量不足时的无力感和对冗余系统中UPS单机故障时对系统安全的担忧。2、AdaptPM系统UPS的高效

7、率特点：业内效率最高、体积最小的UPS模块，30kW重量不足35kg。采用全新的CoolMOS器件和三电平逆变器设计，50%负载效率96%。以30kW为例，每年自身用电比效率95%的系统节省2881元，比效率94%的节省5762元，比效率92%的设备节省过万元。而且，即使在负载率25%时，其系列也高达95.3%，此时业内的其他机型效率仅在90%以下，艾默生的150kW的AdaptPM产品每年可以为您节省超过10万元的电费。AdaptPM的高可靠性特点：u 每个UPS模块都有独立的控制系统，控制系统故障不会相互影响；u 并联均流采用分散式民主均流控制，成熟稳定，可靠性高；u 旁路模块也内置DSP

8、控制器，可以在系统异常时独立控制负载由旁路供电；u 所有连接均采用航天航空专用的接插件，性能可靠，没有专门的接口电路板，整个系统几乎完全没有瓶颈故障点；u 内置手动维修旁路，可以实现保证负载带电的同时维修所有的部件u 电池系统可以共用，减少电池系统的成本和占地，每个模块都设计了电池保护和分断装置。3AdaptPM设计了内置的智能配电系统。针对用户缺乏有效的配电管理设备，难以检测分路开关的状态、分路负载的电压、电流、功率、谐波和功率因数等，在运行后无法调整系统的三相负载平衡，缺乏便捷的方式对分路的容量进行更改等，艾默生将在全球广泛且成功应用的SPM（Sever Power Management）

9、和UPS冗余系统集成在同一个机架中。集成的SPM装置包括：1、最大容纳3个可插拔的配电集成单元，包含18路开关，容量设计可从10A到63A，因此可配置总共54路分路开关；2、对每路开关的开关状态、电压、电流、功率、功率因数、谐波、电流预警值等都可以进行检测；3、可选的热插拔开关，可以通过操作，在不影响其他分路的情况下，对该路开关进行更换扩容或调整负载的供电相序，从而实现负载的调整。也可以通过增减配电模块实现扩容和调整。4、智能监控功能和热插拔开关均为可选，用户也可以按照自己的要求灵活配置所需的开关容量和数量，或采用非智能配电设计。4、完整的AdaptPM的UPS系统包括：1、15个运行效率高达

10、96%的UPS模块，每个模块内部都包含采用DSP控制的IGBT整流和逆变器，完整的执行UPS功能；2、一个按照最大系统容量设计的旁路模块，过载能力高达135%长期运行；3、13个可插拔的配电单元，54路可插拔的分路开关，分路状态和电气参数监测；4、以上所有部分都是模块化设计的，都可以实现不停电维修；5、内置一个手动维修旁路开关；6、一个液晶显示和操作面板，其故障与否无关UPS系统运行；7、可选的SIC卡（含TCP/IP功能和RS485功能），可实现网络远程控制，并可接入艾默生的温湿度传感器，接入数量没有限制，可以通过它实现对UPS机柜内部和整个机房内所有机柜内部的温湿度监控。8、可选的智能监控

11、管理软件SiteMonitor，可实现网络化动力环境监控，可以监控包括UPS、智能配电、机房温湿度、精密空调、门禁、漏水、烟感等设备，记录所有事件、故障，并远程发送邮件、短信、拨号等功能。5. 可靠性预计5.1 可靠性预计方法根据公司可靠性预计规范有每个元器件的失效率lS=lGpQpSpTpE式中lS 元器件的工作失效率lG 元器件的基本失效率pQ 元器件的质量系数pS 元器件的电应力系数pT 元器件的温度系数pE 环境系数产品中每个单元的失效率是该单元内所有元器件的失效率之和kunit = k(i)× A(i)式中unit 第n个单元的失效率S(i) 在n个单元中第i个元器件的工作

12、失效率A(i) 在第n个单元中第i个元器件的重要度系数对整个产品而言其失效率是各个单元失效率之和kEquip= kunit × Aunit单元式中Equip 电源的失效率unit(i) 第i个单元的工作失效率Aunit(i) 第i个单元的重要度系数产品的失效分布符合R(t) e lt 分布所以MTBF1/lEquip5.2 计算条件（1） 质量系数我司产品使用的元器件符合Bellcore RPP TR332中的第II级要求，因此pQ 1.0（2）环境系数UPS多数情况使用条件比较好，在预计时按照地面良好Ground, Fixed,controlled 的条件选取，即在GB 级环境条件

13、中使用，即pE 1。（3）电应力系数在此由于采用计数法预计取元器件降额为50, 相应之电应力系数为1（4）温度应力系数由于采用计数法预计取元器件环境温度为40, 相应之温度应力系数为15.3 各单板电路之可靠性预计结果依上述条件，预计在常温25 条件下工作，环境温度升高15 时，产品各单板电路的可靠性预计结果如下表：序号电路名称数量常温（25）在主模块失效中所占比例失效率（Fit）MTBF（h）1主回路板12,276439,3676.92监控板14,717.4211,98114.33DSP板21,932.5517,46411.74辅助电源22,576.5388,12355防雷EMI板2*1,5

14、7525396829.66键盘LED板1284.53,514,9380.97驱动板29,293.5107,60256.48旁路EMI板1*787.51,269,8419并机板1*2,293436,11010市电旁路116011维修开关11566,666,6665.4 各功能模块的可靠性预计结果依上述条件,预计本产品在常温25 条件下,工作环境温度升高15 时的可靠性数值.由可靠性框图所列之串并连方式及系统原理框图，可得框图中各模块的可靠性预计结果如下：5.4.1 辅助电源之并联模块的平均无故障时间M15.4.2 整流，逆变，监控，辅助电源，等串联主模块的平均无故障时间M'5.4.3 市

15、电旁路模块的平均无故障时间M'' 5.5. 系统可靠性预计5.5. 1 由可靠性框图，单机系统（不计维修旁路）的平均无故障时间M sM s M' M'' 68395小时5.5. 2 如包含维修旁路，取MTTR 24 h 时5.5.3 如采用1 1直接并机方式（1） 如果包含维修旁路，取平均维修时间MTTR 12小时综上所述：MTBF=1*523295=523295小时6、AdaptPM系统的电气参数AdaptPM智能柔性IT动力中心型号AdaptPM功率30KVA150kVA物理参数宽×深×高(mm)600×1100

16、5;2000重量(kg)550（含配电）输入特性(整流器)额定输入电压380/400/415VAC,三相四线额定工作频率50/60Hz输入电压范围228V476V，20%25%满载，25%40%线性降额，40%可带70%负载输入频率范围40Hz70Hz输入功率因数满载0.99，半载0.98输入电流谐波（THDi）3%输入功率缓启动功能有，5-30秒可设置直流特性充电器输出稳压精度1%直流纹波低压1%输出特性（逆变器）逆变器输出电压380/400/415VAC，三相四线输出功率因数1电压稳定性稳态±1%典型值瞬态±5典型值稳态响应时间20ms逆变器过载能力110%1小时，125%10分钟，150%1分钟，150%200毫秒相移转性带100%均衡负载时1°带100不均衡负载时1°总谐波含量THDv100%线性负载1%100%非线性负载3%旁路旁路输入电压380/400/415VAC,三相四线旁路电压范围默认2015，40%、30%、10%10%、15%等其它范围值可通过软件设置旁路过载能力135%长期，170%1小时，1000%100ms系统频率50Hz/60Hz（可设置）市电同步跟踪范围±2Hz（默认值），±0.5Hz3Hz每0.5Hz可调实测频率精度（内部时钟）50Hz/60Hz±0.02%系