sypx250500系统方案.docx

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sypx250500系统方案

1.方案简述

多年以来，UPS电源以及配电柜等作为机房的基础设施一直不被用户所看重和真正关注，因此UPS作为边缘产品技术的发展变化都很缓慢，很多公司几年都不会推出一款新的UPS电源。

但是，UPS供配电系统等基础设施对于用户应用的可用性其实是非常关键而重要的一环。

在实践过程中，很多用户通过各种各样的经验和教训已经非常深刻的认识到了这一点。

如果基础设施出了问题，哪怕有再好的计算机硬件和软件以及网络系统，都将变成摆设而不能够正常工作。

随着高技术的发展，随着计算机网络和通讯设备和用户的应用的可用性要求提高，用户已经对UPS供配电系统提出了更高的要求，如：

1.要求供配电系统（输入配电、UPS、电池、输出配电）提供整体可用性，而不只是考虑UPS主机的可用性。

2.要求能根据负载的变化方便的对供配电系统进行扩容，包括输出功率、后备时间、配电回路等。

3.要求快速简单的对系统进行维护和维修，而不会中断供电。

4.要求供配电系统具有冗余能力，提供更高的可用性。

5.要求该冗余供配电系统操作简单，网络监控管理报警等功能强大。

6.要求占地面积、承重等要求低，更大程度的符合不同类型机房的要求。

7.要求使用寿命长，在整个寿命周期中的整体成本低。

根据上述用户的新的要求，APC公司从2000年起开始对机房供配电系统等基础设施进行仔细的研究，收集用户的真实需求，在2008年全球推出最新的模块化结构的、可热插拔更换的、冗余并联的、UPS、电池、配电、监控管理一体化的新型的供配电系统解决方案。

∙UPS主机为模块化、热插拔结构、模块冗余并联输出

∙可用性高。

控制模块、控制低压电源模块均为两块冗余配备，功率模块冗余并联输出，实际最大可形成9+1冗余。

∙可维护性高。

全模块化热插拔设计，包括功率模块、控制模块、控制低压电源模块、通讯模块、显示模块、静态旁路模块、电池监控模块、外部维修旁路设计，均使得该系统维修时间缩短，维修难度降低。

∙适应性好。

该产品输入参数为功率因数0.99，输入谐波<5%，输出功率最大为250KW，实际功率大，满足新型IT负载和发电机的要求。

∙可管理性好。

该产品标配多种通讯和管理卡，RS232，IP45，继电器接口，EPO，功能强大。

∙柜体为黑色，机架式外观。

与服务器机柜外观一致，可直接放在机房里面，和负载机柜并排安放。

减少中间环节，提高系统可用性。

降低其他配套系统的投资,缩短安装施工时间。

∙采用外部维修旁路开关，提供真正意义上的不间断供电。

∙占地面积小。

∙只操作一套系统，操作简单，降低误操作的可能性，提高可用性。

3.产品方案介绍

SymmetarPX250KW系列模块化介绍

下图为250KW模块化UPS主机，19英寸机柜式外观，黑色。

SymmetarPX250KWUPS主机采用2套冗余控制系统，CANBUS总线数据通讯模式，数据传送高速可靠，控制精度高，系统可用性高。

该UPS机柜最多可安装10个25KVA/KW功率模块，形成225KWN+1冗余输出。

内置公用的250KVA静态旁路模块，可热插拔更换。

为全模块化设计结构。

UPS输出功率因数为1，满足功率因数高的负载，兼容负载功率因数超前0.5到滞后0.5的所有负载无需降容，这对于现代IT负载具有重要意义。

系统结构组成图：

维修旁路及输出配电柜：

UPS系统I/O柜：

UPS系统功率模块柜：

主要系统模块：

SymmetarPX250KW控制系统

可以发现，每个模块均会受两个控制模块的控制，可用性非常高。

SymmetraPX250KVAUPS系统简介

为了了解数据中心对电源及空调、机柜等基础物理的具体需求，APC公司花了3年的时间学习如何设计三相数据中心。

我们汇集了专业的电力、管理、数据中心等方面的专家，通过走访世界上顶尖的300家数据中心用户，着重进行集团公司以及行业的咨询，了解到目前的UPS电源并不能满足数据中心的真实需求。

在总结了存在的问题以后，APC已经能够充分而深入地理解传统的三相UPS解决方法。

同时APC按照全新的理念重新设计出针对IDC数据中心的新型UPS供电系统，SymmetraPX250KW系列。

SymmetraPX250KW采用单机N+1冗余模块化热插拔技术，为机柜式外观结构。

通过了机房的电磁兼容和电磁抑制测试，可直接安装在机房里面。

与服务器机柜并排摆放。

模块化结构在IT设备上已被广泛使用（如：

PC机，服务器，小型机等）。

模块化结构可以使得系统结构更加清晰，降低系统的复杂度，提高系统的可靠性；

热插拔技术可以使得系统的配置随需要任意调整。

模块化结构大大降低了设备维修时间，不需要UPS厂商专业工程师，就可以及时排除故障，保障系统的连续运行；

模块化结构可以实现单机冗余，且冗余度可以随负载量的变化自动调整，其可用性要高于两台普通UPS并联；

模块化结构减少了备件的数量，避免购买大量备品备件，浪费资金；

模块化结构还使得电池配置很简单，降低成本。

不用考虑单机60分钟，还是并机60分钟。

Symmetra3-Phase250KVA/KWUPS机柜

SymmetraPX功率模块安装在42U机柜中；SymmetraPX功率柜机柜最多能够支持10个电源模块，向系统提供总共225KWN+1的容量；

可以从UPS系统的前面对电源模块、静态开关、MIM和RIM智能控制模块、内部低压电源卡进行热插拔操作。

电源模块

电源模块实质上是一个不带电池的独立UPS。

每一个电源模块最大可支持25KVA/25KW的功率。

用户每添加一个电源模块，就可使SymmetraPXUPS增加25KVA/25KW容量（或使UPS的冗余度得到提高）。

SymmetraPX电源模块在输入端使用了IGBT驱动的高频率整流器。

这将提供小于2%的输入电流谐波THDI，在满负载时小于5%（非线性负载），因此不需要额外安装谐波滤波器；此外，使得系统与柴油发电机连接时，能够更好的匹配。

模块采用双变换技术支持功率因数校准，采用获得专利的逆变器技术，即使在35%的负载下也能达到高达96.5%的效率，风扇是冗余的变速控制的，这有负载来确定，在满载正常运行时，风扇只达到其容量30%，当一个风扇发生故障，另一个风扇会提高速度在坏风扇更换前保证系统运行。

每个电源模块都含有一个输入和输出开关以及一个数字信号处理（DSP）监控器；如果某个电源模块出现了问题，它可以自动从总线（以及其它电源模块）中隔离出来并进行自我诊断。

电源模块的主要部分包括：

•带输入功率因数校正的PFC电路

•带有交流断路开关的输出逆变器

•电池充电器

•微处理器控制的容错逻辑电路

主智能模块

主智能模块（MIM）就是系统的“大脑”，它监视输入功率，使不同模块的输出同步，与外界进行交互并执行故障检测和管理。

MIM是SYPXUPS系统的协调器；它负责收集和报告状态信息、配置系统、进行系统诊断、电源和电池管理、系统状态控制和输出电压调节/均流等；MIM通过串行数据线与外界进行接口，该线路通过通信卡分配到最多2个SmartSlot端口、其中一个是计算机端口，和最多2个PowerView显示器。

通过使用RIM，MIM可以进行热插拔操作而不会给负载带来任何风险；还可以通过将系统切换到维护旁路（如果没有使用RIM）来取下这个模块。

冗余智能模块

这是一个确保智能冗余的“备用大脑”，冗余智能模块和主冗余模块一模一样（使用相同的部件号：

SYMIM4）；当MIM出现故障或被取下时，就由它来负责系统的运转；通过使用MIM，该模块可以进行热插拔而不会对负载构成任何威胁；也可以通过将系统置于维护旁路再取下该模块（如果没有使用MIM）

静态转换开关

一旦在SY3P系统内出现灾难性的故障（即：

多个电源模块同时出现故障），该开关可以为客户提供一个“安全网”。

静态转换开关重新设置电源输入回路，并在激活时直接向负载提供保护。

逆变器故障时静态开关的转换时间是4ms，可在125%额定功率时持续工作。

这就意味着无需任何机械接触器就可持续运转，从而防止熔断组件的保险丝。

静态转换开关只能由经过训练的人员进行热插拔。

系统电源卡

SYPXUPS包括两个系统电源卡，并以N+1的方式配置向主智能模块和冗余智能模块供电。

与双电源服务器内的电源功能类似，电源卡以并联方式供电，一旦出现故障，每个电源卡都可支持满负载；当电源卡出现故障时，用户可通过软件和P液晶显示器获得告警信息；系统电源卡也是可热插拔的组件。

触摸屏式液晶显示器

10英寸的彩色触摸显示屏，它使用户可以快速方便地配置/访问大量的系统信息。

这个10英寸的液晶触摸显示屏提供清晰的、图形化系统显示，用户可以依据触摸屏上显示的菜单访问配置信息、日志报告和斩断屏，同时还有内置帮助菜单，显示屏使系统访问超乎寻常的简单，减少人为错误的发生。

如果显示屏发生故障，所有信息可以通过网络管理卡访问。

大的虚拟按钮提供分部指导进行系统配置、报警设置、开机、关机、转到旁路等。

多级密码保护防止对关键配置信息或设置进行非法访问。

概要屏时你能够直观地看到系统的状态而不需要通过各级菜单分别访问。

创新特点,诊断屏不仅提供事件日志报告，还显示系统部件图像，突出显示有警告信息的模块。

这使得发现错误/错误部件变得异常简单，减少故障诊断和系统恢复时间。

显示屏还支持通过USB接口对系统所有部件进行固件升级，使用标准的USBkey,通过USB接口依照简单的屏幕提示即可进行系统升级，唯一的要求就是系统要配置成N+1冗余配置，简单的步骤减少人为错误，确保提供UPS市场中最高级别的可用性。

SmartSlot通讯插槽

每个SYUPS都装有一个Web/SNMP卡和4个空的SmartSlot，用户可以利用APCSmartSlot附件进行配置。

这些SmartSlot位于UPS系统的I/O柜。

直流断路器

直流断路器控制SymmetraPX系统的直流总线上的直流电流；该断路器是为了保护系统不受直流总线故障影响的一个过流设备。

SymmetraPX250KVA给用户带来的益处

A.优化投资

由于IDC机房的特殊性，负载的增加并不一定会完全按照用户的预计来增加，经常会发现，用户按照预计先购买了很大功率的UPS供电系统，运行几年后负载量才15-30%，造成资金的大量占用和浪费。

对于CEO来讲，如果能随意按照负载的增加而采购UPS电源，是他追求的目标。

而SymmetraPX250KW完全能作到这一点。

B.加快装配速度

由于SymmetraPX250KW系统是根据用户的实际情况，在APC的工厂内量身订制，且都采用模块化热插拔的结构。

产品运到现场以后，无需复杂的安装过程，只需要将模块插入相应的插槽内，从而可以大大加快在用户现场的装配速度，减少施工时间。

对于以后负载的扩容非常方便。

C.适应不断变化的需求

技术革新通常每隔1.5到3（行业平均值）年就发生一次。

随着业务的不断发展，机房环境会发生一些变化或调整，电力基础设施和物理基础设施都必需适应并满足这些要求。

更换机柜上的设备会导致诸多问题，如：

重量密度不同、安装要求不同（如：

Dell公司的服务器不适宜安装在Compaq机柜上）、单电源设备与双电源设备不匹配、交流设备与直流设备不匹配等等。

例如，双电源服务器不容易得到为单电源服务器设计的基础设施的支持，反之亦然。

SymmetraPX250KW完全可以适应这些变化。

E.提供预测性故障分析

预测性故障分析过去一直是数据中心电源系统难于实现的。

客户一直依赖于劳动力密集的预防维护操作、红外线探测等作为他们检查核实潜在问题的方法。

SymmetraPX250KVA电源系统具备足够的智能，能够在故障实际发生前发现这些故障，并提供相应的告警信息，从而避免大故障的发生，提高了系统的可靠性。

F.降低平均故障恢复时间（MTTR）

使用传统UPS有任何问题时，必需等待技术人员到现场诊断故障、确定是否必需更换备件。

如果需要更换备件，那么必须确定备件的位置。

如果需要把备件装运到现场，技术人员可能还需返回公司。

在传统系统中，通常有3种等级的备件，客户要储备这些备件就需要极大的代价。

SymmetraPX250KW采用模块化热插拔结构，结合其先进的智能容错技术，可以大大降低UPS的维修时间，提高系统的可用性。

G.集中监控与管理

采用EnterpriceManager管理软件，用户可以在一台计算机上管理所有UPS电源系统，察看参数与状态，给出电源管理决策建议。

自动报警等多种功能