一、 傳統(tǒng)UPS電源及環(huán)境建設(shè)方案需要滿足更高的需求
隨著我國(guó)國(guó)防信息建設(shè)的蓬勃發(fā)展，其電源以及環(huán)境建設(shè)都呈現(xiàn)出生機(jī)勃勃的景象。因此，在當(dāng)前軍隊(duì)建設(shè)數(shù)字化、信息化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全保障提出了更高要求，同樣也對(duì)一切信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)——電源以及環(huán)境系統(tǒng)建設(shè)提出了更多要求和新的挑戰(zhàn)，蔚藍(lán)科技（0201-803060）以我公司多年的工程經(jīng)驗(yàn)為您提供詳盡的電源管理解決方案。
我國(guó)國(guó)防信息建設(shè)目前正在蓬勃興起，其電源管理方案的可靠性、安全性、可維護(hù)性迫切需要得到極大的提高。在這些信息化系統(tǒng)中，后端負(fù)載主要是各種計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、及其各種重要作戰(zhàn)設(shè)備等負(fù)載，這就需要為這些關(guān)鍵負(fù)載提供全面有效的UPS電源管理方案。
目前軍隊(duì)信息化建設(shè)中交流不間斷電源系統(tǒng)（UPS）的建設(shè)面臨如下問(wèn)題：
（一）、 UPS的布置呈現(xiàn)出分散供電的狀況，后級(jí)的交流用電設(shè)備取電不集中
這樣會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題：
第一，UPS電源的利用率不高，投入和產(chǎn)出就往往不可能達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的比例，也必然不利于系統(tǒng)的擴(kuò)容；
第二，無(wú)論從設(shè)計(jì)還是應(yīng)用來(lái)看，分散的小容量的UPS系統(tǒng)的可靠性相對(duì)較低，這樣會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題的概率相對(duì)較大；
第三，分散小容量UPS系統(tǒng)的可維護(hù)性較差，且維護(hù)成本相對(duì)較高；
第四，電源的分散配置，不利于前后級(jí)的配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，浪費(fèi)空間，給安裝、維護(hù)、管理UPS及電池等各項(xiàng)工作造成很大困難，威脅供電系統(tǒng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、正常地運(yùn)行。
（二）、 UPS系統(tǒng)的供電方案不盡合理
根據(jù)不同的負(fù)載對(duì)可靠性的不同要求，UPS系統(tǒng)有著不同的組網(wǎng)方式，可靠性從低到高，一般可分為：?jiǎn)螜C(jī)供電系統(tǒng)、兩臺(tái)UPS組成的串聯(lián)熱備份系統(tǒng)、多臺(tái)UPS組成的直接并機(jī)系統(tǒng)等。
就目前的情況來(lái)看，多數(shù)軍隊(duì)信息系統(tǒng)采用的是單機(jī)系統(tǒng)或兩臺(tái)UPS所組成的串聯(lián)熱備份系統(tǒng)等。系統(tǒng)的重要性和動(dòng)力設(shè)施提供的可用性總體不成比例。
（三）、 UPS種類(lèi)繁多，除了主流廠家之外，還有很多小廠家產(chǎn)品，良莠不齊
各套UPS系統(tǒng)完全獨(dú)立，資源之間互相也完全沒(méi)有可能做調(diào)配和相互支援。
（四）、 UPS的輸入輸出系統(tǒng)配置配置呈現(xiàn)出不完全合理的現(xiàn)狀
首先是方案不完全合理，不能全方位適用客戶的需求，然后是很多配電屏本身設(shè)計(jì)不合理，不規(guī)范。
（五）、 UPS的使用和維護(hù)狀況由于種種原因，也不太理想
二、 艾默生為軍隊(duì)用戶提供全方位的UPS電源解決方案
艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司致力于將科技與應(yīng)用工程技術(shù)完美結(jié)合，為客戶提供最有競(jìng)爭(zhēng)力的端到端一體化整體解決方案，為客戶創(chuàng)建競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，也是全球唯一一家能夠真正為用戶提供端到端一體化機(jī)房解決方案的供應(yīng)商。
基于以上在全球位居前列的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司為軍隊(duì)用戶提供全方位的軍隊(duì)信息系統(tǒng)UPS電源解決方案，使方案更貼近用戶實(shí)際，整個(gè)UPS供電系統(tǒng)更可靠、更安全，維護(hù)更簡(jiǎn)便。
無(wú)論在人口稠密的東部地區(qū)，還是在正進(jìn)行大開(kāi)發(fā)的西部地區(qū)，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源均為各地的軍隊(duì)用戶提供了全面、可靠、安全的供電系統(tǒng)，為軍隊(duì)信息化建設(shè)的全面發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。
三、 艾默生提供的電源解決方案分析
* 總參氣象局某機(jī)房
配置方案：
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設(shè)備名稱(chēng)
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型號(hào)、描述
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數(shù)量
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UPS主機(jī)
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主機(jī)
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艾默生HipulseU系列300KVAUPS
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4
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電池根據(jù)后備時(shí)間的要求進(jìn)行相應(yīng)的配置。以下為供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D：
方案解析：
UPS電源主要給主要的計(jì)算機(jī)設(shè)備提供不間斷的電源。本方案采用兩臺(tái)艾默生HipulseU系列300kUPS并機(jī)運(yùn)行組成業(yè)界廣泛應(yīng)用的3+1冗余并機(jī)系統(tǒng)，可靠性高達(dá)99999%。
UPS電源的主要用電設(shè)備包括：
機(jī)房計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通訊設(shè)備等用電；
應(yīng)急照明；
門(mén)禁、監(jiān)控系統(tǒng)用電；
消防系統(tǒng)用電。
配電系統(tǒng)采用交流50HZ， 380V/220V，接地系統(tǒng)采用TN-S方式，零線和地線分開(kāi)設(shè)置。機(jī)房?jī)?nèi)布置銅排接地網(wǎng)。
方案要點(diǎn)分析：
在當(dāng)今的廣電系統(tǒng)等重要機(jī)房不間斷供電系統(tǒng)中，為了確保重要負(fù)載不會(huì)因?yàn)閁PS、電池、內(nèi)部模塊系統(tǒng)等的故障造成斷電等問(wèn)題，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，采用“N+1”型UPS冗余并機(jī)供電系統(tǒng)是消除這些故障的最佳供電方案。它是在確保各臺(tái)UPS單機(jī)的逆變器輸出電源處于同幅度、同頻率和同相位的條件下(出現(xiàn)在各種UPS單機(jī)之間的“環(huán)流”等于零)，將“N+1”臺(tái)具有相同輸出功率的UPS單機(jī)的輸出端置于并聯(lián)輸出狀態(tài)來(lái)運(yùn)行的供電系統(tǒng)。這種先進(jìn)的并機(jī)方案大大優(yōu)于UPS的單機(jī)運(yùn)行以及熱備份運(yùn)行等方式。
為使UPS并機(jī)供電系統(tǒng)具有必要的“容錯(cuò)”功能，要求用戶的”最大負(fù)載量”不應(yīng)超過(guò)N臺(tái)UPS單機(jī)的總輸出功率。當(dāng)UPS并機(jī)系統(tǒng)正常工作時(shí)，由“N+1”臺(tái)UPS單機(jī)來(lái)平均分擔(dān)負(fù)載電流”。當(dāng)某臺(tái)UPS因故”出故障”時(shí)，發(fā)生故障的那臺(tái)UPS通過(guò)執(zhí)行“選擇性跳閘”操作而自動(dòng)脫機(jī) 此時(shí), 由剩下的N臺(tái)UPS來(lái)繼續(xù)為用戶提供高質(zhì)量的逆變器電源。
以下為N+1冗余并機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)列表：
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N+1并聯(lián)系統(tǒng)
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工作原理
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N+1臺(tái)UPS的輸出并聯(lián)在一起。每臺(tái)UPS均勻負(fù)擔(dān)全部負(fù)載。比如1＋1并聯(lián)系統(tǒng)，每臺(tái)UPS承擔(dān)總負(fù)載的50％。
當(dāng)一臺(tái)UPS故障時(shí)，該UPS自動(dòng)推出故障系統(tǒng)，余下的UPS均分全部負(fù)載。
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供電可靠性
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可靠性高。每臺(tái)UPS承擔(dān)負(fù)載的1/(N＋1)，比如1＋1并聯(lián)，每臺(tái)UPS承擔(dān)50％負(fù)載，則UPS冗余度為100％。降低了UPS的工作負(fù)載，可顯著提供單機(jī)可靠性。
任何一臺(tái)UPS故障，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)供電產(chǎn)生影響
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可擴(kuò)容性
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可在線擴(kuò)容，通過(guò)增加UPS，實(shí)現(xiàn)增加輸出容量，滿足負(fù)載增長(zhǎng)的需要。
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可維護(hù)性
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可在線維護(hù)，不影響負(fù)載的正常工作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)UPS的完全斷電維護(hù)，確保人身安全。
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采用N＋1冗余并機(jī)供電系統(tǒng)為至關(guān)重要的負(fù)載提供高可靠性的供電系統(tǒng)，為獲得“高可利用率”的電源供應(yīng)奠定堅(jiān)實(shí)的運(yùn)行基礎(chǔ)，該系統(tǒng)的高可靠性體現(xiàn)在以下方面：
1 確保在有一臺(tái)UPS出故障時(shí)，仍然能夠?yàn)樗胸?fù)載提供不間斷的高可靠的電源。
2 冗余并機(jī)系統(tǒng)帶來(lái)了負(fù)載用電的可靠性的顯著提升，并使該類(lèi)負(fù)載的供電可靠性達(dá)到99999%甚至更高。
3．此種系統(tǒng)有著優(yōu)秀的開(kāi)放性和良好的前瞻性，系統(tǒng)以后的擴(kuò)容和升級(jí)也會(huì)顯得十分方便。在隨著客戶業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，對(duì)負(fù)載設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)，只需對(duì)現(xiàn)有的并機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容即可，而無(wú)需新建一套新的UPS供電系統(tǒng)，從而為客戶節(jié)省相應(yīng)的成本，并依然保持該供電系統(tǒng)的高可靠性。
系統(tǒng)構(gòu)成的細(xì)化分解
A低壓配電自動(dòng)切換系統(tǒng)解決方案
艾默生提供的自動(dòng)切換系統(tǒng)，采用EMERSON公司國(guó)際第一品牌的ASCO四級(jí)切換開(kāi)關(guān)保證兩路市電的有效切換。
艾默生提供的低壓配電系統(tǒng)，按照機(jī)房的需要和用戶的要求定制，量體裁衣，充分滿足用戶和實(shí)際設(shè)備的需要；所有開(kāi)關(guān)均采用ABB開(kāi)關(guān)；重要開(kāi)關(guān)都帶有干結(jié)點(diǎn)監(jiān)控輸出，實(shí)時(shí)監(jiān)控開(kāi)關(guān)通斷狀態(tài)；無(wú)功功率補(bǔ)償柜采用ABB原裝功率因數(shù)測(cè)量、控制器RVC，準(zhǔn)確測(cè)量與控制功率因數(shù)，提供電能利用率；為負(fù)載提供精密配電（PPC-S），內(nèi)置雙屏蔽隔離變壓器、配電開(kāi)關(guān)、電源監(jiān)控系統(tǒng)等；選液晶顯示單元TEMC，集遙測(cè)、通信于一體，廣泛應(yīng)用于中低壓電力系統(tǒng)，是構(gòu)成電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。
B．直流不間斷供電系統(tǒng)解決方案
艾默生公司在直流電源方面目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率較高，在四大運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)艾默生公司憑借其良好的性能和方便快捷的服務(wù)成為各個(gè)運(yùn)營(yíng)商的首選電源供應(yīng)商。直流不間斷解決方案涵蓋了艾默生公司從25A至100A模塊構(gòu)成的從50~1000A的應(yīng)用系統(tǒng)。可以覆蓋從大型通信交換局至小通信基站的應(yīng)用需求。
軍用通信網(wǎng)絡(luò)地位最重要，職能也最完整，因此對(duì)動(dòng)力機(jī)房的直流電源配置要求也是最高的，要求電源系統(tǒng)的不可用度不大于5×10-7，即平均20年時(shí)間內(nèi)，每個(gè)電源系統(tǒng)故障的累計(jì)時(shí)間應(yīng)不大于5分鐘。電源系統(tǒng)的可靠性除了通過(guò)電能變換設(shè)備自身的性能及冗余配置來(lái)保障，還依賴(lài)于多路電源的輸入、可靠的切換機(jī)構(gòu)和低壓配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)來(lái)共同完成。
C．交流不間斷供電系統(tǒng)解決方案
該方案由艾默生網(wǎng)絡(luò)能源提供交流不間斷電源（UPS）構(gòu)成交流單機(jī)容量從1VA至800kVA全系列的產(chǎn)品。在中國(guó)，主要產(chǎn)品系列有：iTrust系列（1kVA～60kVA）和Hipulse系列（80～800kVA）。
在大型軍用機(jī)房中，服務(wù)器等數(shù)據(jù)設(shè)備通常總?cè)萘?gt;200kVA。根據(jù)美國(guó)軍方的調(diào)查數(shù)據(jù)，機(jī)房中心電源事故中，79％的事故是因?yàn)檩敵雠潆娀芈罚?1％來(lái)自UPS和電池問(wèn)題，所以為了解決輸出配電的單點(diǎn)故障問(wèn)題，在大型機(jī)房中推薦使用雙母線輸出UPS冗余系統(tǒng)。
以負(fù)載400kVA為例，使用2臺(tái)Hipulse系列400kVA12脈沖雙母線方案，從輸入配電到輸出配電，為機(jī)房的安全可靠運(yùn)行提供全方位的保護(hù)。對(duì)于雙輸入負(fù)載，比如服務(wù)器等，采用雙路電源供電，每一關(guān)鍵設(shè)備的輸入均來(lái)自?xún)蓷l母線經(jīng)PPC配電開(kāi)關(guān)，使設(shè)備的利用率高達(dá)99999999％。對(duì)于單輸入負(fù)載，比如網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等，將雙母線上的電力經(jīng)過(guò)STS自動(dòng)電子轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)變成單路的電源，再由PPC提供精密配電。
電池的選擇：為保障機(jī)房的可靠性，電池的可靠性是關(guān)鍵指標(biāo)之一。
圖：艾默生公司典型雙母線系統(tǒng)供電圖對(duì)于特別要求的重要地點(diǎn)可以采用母線雙機(jī)冗余供電的方式，如中國(guó)銀行北京的應(yīng)用方式，如圖：
D．機(jī)房環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)解決方案
現(xiàn)代電子設(shè)備的良好運(yùn)行，對(duì)機(jī)房環(huán)境的要求是全方位的，也是嚴(yán)格甚至是苛刻的。其中，機(jī)房的溫度、濕度、潔凈度做為最為主要的指標(biāo)更是一個(gè)也不能少。
艾默生公司是全球第一臺(tái)精密空調(diào)的發(fā)明者，也是目前國(guó)際精密空調(diào)的第一品牌。精密是針對(duì)現(xiàn)代電子設(shè)備機(jī)房設(shè)計(jì)的專(zhuān)用空調(diào)，正是為滿足現(xiàn)代電子設(shè)備機(jī)房基于溫度、濕度、潔凈度等的技術(shù)要求而存在。它的工作精度和可靠性都要比普通空調(diào)高得多。例如，計(jì)算機(jī)設(shè)備及程控交換機(jī)產(chǎn)品等，由大量密集電子元件組成。要提高這些設(shè)備使用的穩(wěn)定及可靠性，需將環(huán)境的溫度濕度嚴(yán)格控制在特定范圍。精密空調(diào)可將機(jī)房溫度及相對(duì)濕度控制于正負(fù)1攝氏度及5%之內(nèi)，從而大大提高了設(shè)備的壽命及可靠性機(jī)房專(zhuān)用精密空調(diào)機(jī)廣泛適用于計(jì)算機(jī)房、程控交換機(jī)房、衛(wèi)星移動(dòng)通訊站、大型醫(yī)療設(shè)備室、實(shí)驗(yàn)室、測(cè)試室、精密電子儀器生產(chǎn)車(chē)間等高精密環(huán)境，該環(huán)境對(duì)空氣的濕度、濕度、潔凈度、氣流分布等各項(xiàng)指標(biāo)有很高的要求，這必須由每年365天、每天24小時(shí)安全可靠運(yùn)行的機(jī)房專(zhuān)用精密空調(diào)設(shè)備來(lái)保障。
艾默生公司在精密空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境有各種解決方案：如嚴(yán)寒地區(qū)的乙二醇解決方案，長(zhǎng)距離的水冷機(jī)組解決方案，針對(duì)局部過(guò)熱的吸頂式解決方案等。無(wú)一不是貼心考慮，專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心的體現(xiàn)。下圖是典型的精密空調(diào)送風(fēng)方案：
目前艾默生公司的精密空調(diào)單臺(tái)制冷量覆蓋了5-100kw，完全可以解決各類(lèi)型機(jī)房?jī)?nèi)的環(huán)境問(wèn)題，為最精密的設(shè)備提供最好的運(yùn)行環(huán)境。
E．動(dòng)力設(shè)備、機(jī)房環(huán)境及安全監(jiān)控解決方案
可完成對(duì)機(jī)房的動(dòng)力、空調(diào)、機(jī)房環(huán)境和安全保衛(wèi)系統(tǒng)進(jìn)行遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)的四遙功能，將分散的人工維護(hù)和管理變成集中的計(jì)算機(jī)維護(hù)和管理。通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)表自動(dòng)化、故障告警與處理、數(shù)據(jù)視頻聯(lián)動(dòng)等監(jiān)測(cè)手段來(lái)提高維護(hù)管理水平，保證動(dòng)力、空調(diào)等設(shè)備的正常運(yùn)行和機(jī)房安全，保證通信供電和設(shè)備安全。
u 遙測(cè)：遠(yuǎn)距離對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如測(cè)量電壓、電流、溫度等。
u 遙信：遠(yuǎn)距離對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如空調(diào)是否開(kāi)機(jī)等。
u 遙控：遠(yuǎn)距離對(duì)設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作，如開(kāi)關(guān)UPS、開(kāi)關(guān)空調(diào)等。
u 遙調(diào)：遠(yuǎn)距離設(shè)定信號(hào)值，如設(shè)定空調(diào)溫度、濕度等。
監(jiān)控系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，端局的數(shù)據(jù)采集部分、把采集的數(shù)據(jù)傳送到中心的傳輸部分、對(duì)各端局的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的監(jiān)控計(jì)算機(jī)及其軟件部分，本次監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖：監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖四、方案總結(jié)
采用N+1冗余并機(jī)系統(tǒng)，可以為客戶帶來(lái)高可靠性的供電系統(tǒng)，因此對(duì)于并聯(lián)方案中的要點(diǎn)和推薦指標(biāo)如下：
1、分散式直接并聯(lián)， UPS建議可直接并聯(lián)，不需增加并機(jī)柜或集中旁路柜，已內(nèi)置自動(dòng)旁路和維修旁路。直接并聯(lián)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是可節(jié)省用戶機(jī)房空間、降低購(gòu)買(mǎi)成本和便于將來(lái)擴(kuò)容。
2、要求并聯(lián)均流精度高標(biāo)準(zhǔn)，使各臺(tái)UPS的負(fù)載不平衡度<2％，環(huán)流<1A。
3、并機(jī)信號(hào)總線必須環(huán)型連接，簡(jiǎn)潔可靠，自動(dòng)冗余。
4、各臺(tái)UPS之間可自動(dòng)協(xié)調(diào)，用戶無(wú)需關(guān)注開(kāi)機(jī)順序；過(guò)載轉(zhuǎn)旁路后系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)；即使在某臺(tái)UPS發(fā)生故障退出運(yùn)行以后，余下UPS仍能帶所有的用戶負(fù)載并能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
5、監(jiān)控軟件特別適合中國(guó)客戶應(yīng)用，建議均為全中文大屏幕視窗界面，免費(fèi)提供的智能監(jiān)控軟件可以直接連接全部UPS。
伴隨著軍隊(duì)信息化建設(shè)的迅猛發(fā)展和廣闊前景，蔚藍(lán)科技有理由相信，UPS供電系統(tǒng)也將會(huì)用更高質(zhì)量的電源和更高可靠性的解決方案為軍隊(duì)信息化系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的電源保障！
擬態(tài)分布式文件存儲(chǔ)設(shè)備
