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InfraStruXure機房解決方案(圖)

2006/2/6 10:21:09   電源在線網(wǎng)
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  中海殼牌石油化工有限公司機房不僅需要可靠的電源供應(yīng),也存在制冷問題。APC提出的包括 UPS、精密空調(diào)機、服務(wù)器機柜的一體化方案,既提高了整個機房基礎(chǔ)設(shè)施的可用性,還降低了TCO。

  中海殼牌石油化工有限公司(中海殼牌)正在廣東省惠州大亞灣建造一總投資額達43億美元的聯(lián)合化工廠。中海殼牌石油化工有限公司(簡稱CSPC)新建機房面積約130平方米,設(shè)備總負載量、熱負荷及占用機柜空間的總數(shù)量統(tǒng)計如表1所示?紤]到大部分設(shè)備都是雙電源設(shè)備,因此配置系統(tǒng)的時候要考慮到為每個機柜提供雙路供電。同時,考慮到每年機房內(nèi)設(shè)備增長15%,UPS的配置還需要充分考慮可擴展性,并且要求在不影響負載的情況下方便地實現(xiàn)功率的擴展。

表1



  方案設(shè)計

  1.功率容量的選擇

  基于可用性、可擴展性、可維護性方面的考慮,推薦使用APC Symmetra PX系列的UPS作為機房內(nèi)的不間斷電源保護設(shè)備。

表2



  考慮到UPS不能在滿負載條件下工作,一般要考慮25%的冗余量,因此2005年UPS主機的功率應(yīng)該設(shè)計在60KW,我們有兩種選擇可以滿足最近期的需求。

 。1)用一臺Symmetra PX 60KW N+1主機(最大可擴展到80KW N+1),為IT設(shè)備機柜提供一路供電,另外一路供電由市電提供。

  (2)用兩臺Symmetra PX 30KW N+1主機(每臺最大可擴展到80KW N+1),將IT設(shè)備機柜分為兩個區(qū)域(兩列機柜),每臺UPS為每個區(qū)域提供一路交流電,另外一路供電由市電提供,總共能提供60KW的功率。

  對比上列兩種方案,顯而易見,第一個方案只能滿足到2007年時的總功率需求,而第二個方案能夠滿足到2010年以后的總功率需求。因此選擇第二個方案,在滿足近期的總功率需求的前提下,通過按需配置功率模塊的數(shù)量,最終能夠?qū)PS系統(tǒng)的總功率容量提高到160KW,完全能滿足機房的總功率需求不斷增長的要求。

表3



  2.精密空調(diào)制冷容量的計算

  根據(jù)上述計算,選用APC NetworkAir FM40A精密空調(diào)機,總制冷量能達到51.7KW,能夠滿足2005年機房內(nèi)設(shè)備的總制冷需求?紤]冗余備份,本方案中配置2臺FM40A精密空調(diào)機。另外,根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)計算出IT總功率為46.978kW時所需要的機柜數(shù)量為46.978kW/3kW即16個機柜。本方案中采用的機柜是APC NetShelter VX系列AR2100BLK專業(yè)IT機柜。

  3.配套附件

  電池模塊數(shù)量 按照延時半個小時計算,每臺Symmetra PX 30kW N+1 UPS需要額外增加5個SYBT4電池模塊。

  布線機柜 每列機柜配置一個AR2314BLK布線機柜,一共2個。

  溫濕度監(jiān)控單元EMU 每3個機柜配備一個AP9319溫濕度監(jiān)控單元,一共6個,每個備有溫濕度探頭AP9512THBLK 1個,共6個。

  機架式配電單元 每個機柜(包括布線機柜)中配置AP7851機架式配電單元2個,共36個。

  斷路保護器 每個機架式配電單元AP7851連接精密配電柜中的一個16A單相斷路保護器。

  盲板數(shù)量 盲板是保證高散熱效率的重要一環(huán),設(shè)備總占機柜空間330U,每個機柜42U,16個機柜總共672U,需要安裝盲板的空間是342U。

  其他布線及機柜配件 包括配電柜到每個機柜內(nèi)機架式配電單元之間的線纜、連接頭等。

  系統(tǒng)實施

  工程實施完全依照方案設(shè)計,市電電源的輸入來自兩路變壓器,經(jīng)變電房自動切換柜ATS送入機房,分別供給動力設(shè)備和兩套UPS電源供配電系統(tǒng)以及精密空調(diào)系統(tǒng)。機房精密負載均由UPS配電單元和市電配電單元進行雙路供電,直接實現(xiàn)了服務(wù)器機柜的雙電源冗余供電。

  由于采用了APC NetShelter VX專業(yè)服務(wù)器機柜,其特有的頂部布線槽替代了傳統(tǒng)機房內(nèi)的大部分頂部走線架,節(jié)省了系統(tǒng)實施中的安裝成本,加快了施工進度。實際安裝完畢后現(xiàn)場機房環(huán)境整潔,而且維護非常方便。

  在機房制冷方面,機房內(nèi)的兩列服務(wù)器機柜采用了背靠背的擺放方式,高架地板的冷風(fēng)出口設(shè)在服務(wù)器機柜的正前方,兩列服務(wù)器機柜后部的高架地板全部密閉,不設(shè)冷風(fēng)出口。這樣減少了機房內(nèi)的冷氣流以及服務(wù)器排放出的熱氣流在機柜外的混合,提高了機房整體的制冷效率。

  特點分析

  1. InfraStruXure的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)對目前增長的功率密度,并且能夠滿足未來不可預(yù)見的需求。

  2. 降低了傳統(tǒng)系統(tǒng)升級的風(fēng)險,減少了UPS和關(guān)鍵負載之間的故障點。本方案通過減少UPS和關(guān)鍵負載之間的故障點,提高了電力系統(tǒng)的可用性。

  3. 減少了分支電路和斷路器、降低了平均恢復(fù)時間(MTTR)。利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計,可以為潛在的故障進行分區(qū)。

  4. 減少了因人為操作失誤引起故障的可能性。InfraStruXure的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過預(yù)期故障分析和容錯模塊化部件,大大減少了發(fā)生人為錯誤的可能性。

  5. 具有高可靠的安全性和冗余備份功能,可用性大于99.999%。其主機的功率模塊有N+1的備份,如果工作模塊有故障,UPS可自動把冗余備份模塊切換到正常工作狀態(tài),從而在線熱更換故障模塊。

  6.低諧波干擾。APC InfraStruXure B類供電系統(tǒng)本身均具有了電流諧波的控制能力,UPS輸入環(huán)節(jié)是一個采用IGBT功率器件實現(xiàn)的有源功率因數(shù)校正電路,相當(dāng)于市電電網(wǎng)與負載之間的一個諧波隔離器,當(dāng)負載有無功電流和高次諧波成份時,它可以全部補償?shù),使輸入電流保持良好的正弦波,并與輸入電壓同相,輸入功率因數(shù)為1(0.99),諧波成份<3%。

  優(yōu)點

  APC對中海殼牌機房需求,包括機柜、UPS、空調(diào)容量、設(shè)置和配套設(shè)備等所涉及的各個環(huán)節(jié)做了詳盡的分析。在方案中對InfraStruXure的具體技術(shù)特點還進行了說明,介紹了系統(tǒng)實施,針對高可用性,突出了集成一體化應(yīng)用。

  對用戶負載性質(zhì)和容量有詳細的統(tǒng)計和分析,設(shè)計理念先進,從NCPI理念的角度提出了對機房供電、空調(diào)、機架、管理等全面的集成化解決方案,發(fā)揮了集成化解決方案的優(yōu)勢,模塊化程度高,有熱插拔功能、管理功能強、對電網(wǎng)無污染等多項特點各項指標(biāo)都很高,特別是輸入功率因數(shù)達0.99,輸入諧波成分小于5%,對電網(wǎng)無污染,有獨特的設(shè)計理念,可靠性、可用性、可管理性、可維護性都較高,可擴充功能強,減少了UPS和負載之間的故障點,模塊化大大減少了故障恢復(fù)時間,可有效地減少人為錯誤。

  提供的機架式UPS作為一體化機房系統(tǒng)中的一個重要組成部分,有如下優(yōu)點:

  1.減少了UPS和關(guān)鍵負載之間的故障點;

  2.以機柜為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計加速了安裝過程;

  3.機柜的擴展性能適應(yīng)功率密度的變化;

  4.可熱拔插模塊降低了平均恢復(fù)時間;

  5.獨立機柜確保與大多數(shù)廠商產(chǎn)品兼容;

  6.以機柜為基礎(chǔ)的模塊化設(shè)計更便于系統(tǒng)遷移,設(shè)計上有獨到之處。

  不足

  由于特別強調(diào)集成一體化應(yīng)用,忽略了對APC的UPS產(chǎn)品本身進行介紹,對用戶關(guān)心的成本沒有做相應(yīng)分析,沒有介紹自身的服務(wù)能力。另外,機架式UPS也有如下局限性:

  1. 與主機房比,一般UPS附屬機房的建筑造價和運行費用都要低很多,機架式UPS擠占了主機房的空間;

  2. UPS的重量載荷、噪音、散熱、意外情況下電池氣體外散可能會進入主機房,波及主機;

  3. 受體積限制,機架式UPS大都采用高頻機設(shè)計,省去了輸出隔離變壓器,如負載設(shè)備有此需要,則不能滿足;

  4 。 機架式UPS采用并機運行方式,并機越多,效率越低,并機最大數(shù)一般不能超過9臺。如單體機架UPS的功率為10K,那么最大并機功率也不能超過90K。大型機房要300~400KVA UPS多機并行的需求,機架式UPS現(xiàn)在還不能滿足。
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