如果您企業(yè)的數(shù)據(jù)中心不能保證24/7全天候提供服務(wù)，那么您的業(yè)務(wù)可能不會保持長期正常的運轉(zhuǎn)。我們生活在一個始終不間斷運營的商業(yè)環(huán)境中，最終用戶需要隨時隨地的訪問他們所需要的應(yīng)用程序。
您企業(yè)需要增強數(shù)據(jù)中心的彈性和可靠性。本文中，我們將與您分享有關(guān)不間斷電源(UPS)安裝的安全要求和技巧，以及提高電源可靠性的一些技巧。
在今天的24/7全天候運營的商業(yè)大環(huán)境中，“永遠保持在線運行”的業(yè)務(wù)環(huán)境、可靠性和韌性始終是關(guān)鍵任務(wù)設(shè)施的首要任務(wù)。然而，這方面的目標極有可能受到這些設(shè)施的日常使用和運行的實際方面的威脅。
數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)作為一個整體是從可用電源延伸而來的——其通常往往是從變壓器、發(fā)電機和不間斷電源(UPS)輸入，然后通過交換設(shè)備、斷路器進入到所支持的ICT、冷卻設(shè)備和相關(guān)負載進行輸出。因此，我們不僅要了解與電力設(shè)備的每個項目相關(guān)的問題，還有必要了解這些項目是如何相互影響的。而鑒于這些項目之間的相互影響還可能隨著數(shù)據(jù)中心負載的變化而變化的本質(zhì)屬性，使得我們對于這方面需要特別注意。
在正常運行和發(fā)生故障的兩種情況下，保持安全和消除人員和設(shè)備的風(fēng)險無疑是至關(guān)重要的。同時還需要考慮電弧，注意其危險性及如何緩解。在本文中，我們將看到同時具備變壓器和發(fā)電機的電力系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該能夠處理過載的電流和短路條件以及額定運行，尤其注意三極和四極開關(guān)的影響、靜態(tài)旁路、不同的斷路器類型和選擇性問題。與此同時，電力基礎(chǔ)設(shè)施未來增長的相關(guān)影響也被考慮了——當模塊被添加到可擴展系統(tǒng)時，發(fā)生故障情況和選擇性問題應(yīng)如何解決?還討論了如何最大限度地減少人為誤差所造成的影響，并回顧了通過互鎖實現(xiàn)的保護。
文章中還探討了必須防止靜態(tài)開關(guān)故障引起的反向饋電電流;借助現(xiàn)代UPS系統(tǒng)減輕這些現(xiàn)象，以及過載條件，特別是階躍變化，以及整流器電流限制。文中還涉及到相關(guān)的國際安全立法。在正常運行、維護期間及發(fā)生故障的不同條件下的UPS操作的詳細考慮因素;系統(tǒng)的可用性和對關(guān)鍵負載的保護及安全性的影響將凸顯在開始任何新的UPS安裝或升級之前，咨詢經(jīng)驗豐富的UPS供應(yīng)商的可行性。
雖然本文第一部分著眼于配電，但其重點是UPS。而在接下來的幾個部分中，則涵蓋了UPS和配電主題;饋線和優(yōu)化，三極和四極開關(guān)和選擇性問題？偟膩碚f，本文將為大家提供關(guān)于如何提高數(shù)據(jù)中心可靠性和安全性的相關(guān)知識，以及如何防止不必要的停機中斷。
在動態(tài)環(huán)境中保持最新狀態(tài)
最關(guān)鍵應(yīng)用程序的管理人員發(fā)現(xiàn)自己需要不斷地在可靠性與投資之間進行最佳平衡。伴隨著新課題的出現(xiàn)，相關(guān)的焦點也隨之出現(xiàn)頻繁的變化;這方面的例子包括抗震性、環(huán)境硫磺污染、EMI、散熱、職責(zé)的轉(zhuǎn)換等等。
反向饋電保護(Backfeedprotection)立法
反向饋電保護是由《IEC62040-1:2008不間斷電源系統(tǒng)(UPS)標準》的第1部分:《UPS使用的一般要求和安全要求》所規(guī)定的。該標準也是歐洲規(guī)范，并規(guī)定了帶有法律強制性要求，以確保UPS安裝過程中維修人員的安全。該標準允許反向饋電保護的兩種替代方案;在UPS內(nèi)安裝一款內(nèi)部反向饋電隔離裝置，或安裝外部輸入線路隔離裝置，只在UPS內(nèi)部執(zhí)行反饋檢測和控制，同時在安全標準描述的相關(guān)開關(guān)設(shè)備中需要警告標簽。當輸入電源丟失時，反饋保護裝置必須在15秒內(nèi)通過分離的方式將電源中任何永久連接的UPS的輸出隔離，以防止在上游導(dǎo)致可能的危險電壓。請注意，“反饋”這一術(shù)語和本文中涉及到的人員安全和危險電壓或能量要求，并不是有時被誤認為的反向功率流。
重要的是要理解，包括半導(dǎo)體和晶閘管的靜態(tài)開關(guān)以及相關(guān)聯(lián)的控制和緩沖電路可能不能為上游電氣網(wǎng)絡(luò)的安全維護提供足夠的隔離，即使其正如企業(yè)所預(yù)期的那樣工作。當靜態(tài)開關(guān)晶閘管的門極信號(gatesignal)關(guān)閉并且不通過電源時，電路可能會在上游泄漏一些電壓和電流，其足以對人員造成危害。因此，反向饋電保護主要是在正常運行條件下用于UPS系統(tǒng)，而不僅僅是經(jīng)常被認為的故障情況。
圖1：具有內(nèi)部反饋保護裝置的UPS與左側(cè)靜態(tài)旁路開關(guān)串聯(lián);外部輸入線隔離裝置的原理在右邊實現(xiàn)。
如果依賴于一款外部設(shè)備，則該要求將涉及到安裝，而不是產(chǎn)品本身。在這種情況下，履行最低立法要求的責(zé)任在于電氣承包商或安裝業(yè)主，他們對UPS設(shè)備和安裝產(chǎn)品的特定安全標準要求可能缺乏足夠的了解。
如果外部連接的反饋保護裝置在存儲能量模式下工作，則可能會受到來自UPS的危險電壓的影響。為了讓維修人員知曉這種風(fēng)險，UPS產(chǎn)品安全標準要求用戶在UPS和外部反饋保護裝置之間的所有開關(guān)設(shè)備接入點和開關(guān)設(shè)備上均需明確標示警告標簽。
圖2：IEC62040-1：2008中所述的警告標簽，與外部反饋保護裝置以及在永久連接的UPS上游使用四極開關(guān)時一起使用。
一些UPS型號有內(nèi)部反饋保護作為標準，但其他UPS型號則沒有。在某些情況下，來自同一家供應(yīng)商的不同UPS型號產(chǎn)品是否具備內(nèi)部設(shè)備會根據(jù)版本的不同而變化。因此，在選擇UPS產(chǎn)品，并驗證是否必須將反饋保護裝置安裝到UPS電源中時，必須小心留意。
對于某些UPS產(chǎn)品型號而言，依靠外部反向饋電保護可能會影響UPS供電配置。其可以強制使用雙饋電源，為整流器和旁路供電，而不是采用在許多情況下可以接受的單一饋電，同時節(jié)省成本。
還值得一提的是，在UPS外部的反饋保護裝置將為UPS系統(tǒng)增加“隱藏成本”。該設(shè)備將需要與開關(guān)設(shè)備內(nèi)的UPS相同或相似的組件，以響應(yīng)主電源狀態(tài)進而控制其開關(guān)。一款電動機斷路器或與過流保護串聯(lián)的接觸器是實現(xiàn)此目的的典型方法。
這些可能會對批準的開關(guān)設(shè)備的類型產(chǎn)生影響，并帶來額外的成本。在安裝外部反饋保護裝置和相關(guān)的控制線路時，也會存在與設(shè)計、協(xié)調(diào)、人力和材料相關(guān)的成本。
使用具備安裝就緒且經(jīng)過了工廠測試的內(nèi)部反饋保護裝置的UPS產(chǎn)品有助于確保安全要求是由UPS供應(yīng)商來履行，而不是依靠他人來處理;這使得解決方案對企業(yè)客戶而言更容易。
