데이터센터 전산실 전원공급방식 논의
IDC실 구축에 있어 전력계통 구축은 의심할 여지 없이 최우선 과제입니다.다양한 비즈니스의 발전과 다양한 서버의 안정적인 업무는 안정적이고 안정적인 무정전 전원 공급과 불가분의 관계입니다.이 논문은 IDC 룸의 여러 전력 시스템 구조의 기본 원리, 장단점 및 타당성에 대해 간략하게 논의합니다.
1, 전원 공급을 위한 IDC 룸의 수요는 다음과 같은 특징이 있습니다.
1. 전원 공급에 대한 높은 신뢰성
IDC의 고객은 일반적으로 기업 고객이며 일부는 포털 웹사이트이기도 합니다.부하가 중단되면 IDC 서비스 제공자는 막대한 손실에 직면하게 되므로 전원 공급의 신뢰성에 대한 요구 사항이 높아집니다.
2. 큰 부하 용량
IDC 전산실 건설 투자는 거대하고 향후 몇 년 동안의 비즈니스 성장을 고려할 것이므로 충분히 큰 비즈니스 볼륨을 수행할 수 있어야 합니다.일반적으로 기계실에 50~100개 정도의 랙을 배치하고 각 랙의 부하는 수천 와트 정도이다.따라서 기계실의 부하는 수백에서 수천 와트 정도입니다.IDC 센터는 여러 기계실을 구축할 수 있습니다.
3. 상대적으로 중앙 집중식 전원 공급 모드
위험을 분담하고 중앙 집중식 전원 관리의 편의성을 고려하기 위해 일반적으로 수백에서 수천 킬로와트 정도의 전산실 부하 용량에 따라 고려됩니다.
4. 장비의 고조파 오염에 대한 높은 요구 사항
에너지 절약 및 환경 보호에 대한 국가의 요구 사항이 증가함에 따라 통신 사업자는 긍정적으로 대응합니다.동시에 IDC 룸은 전원 공급 장치의 핵심 초점인 대규모 전력 사용자이기도 합니다.트렌드인 고조파에 대한 관심도가 높다.
2, 기존 UPS 전원 공급 장치 솔루션
기존의 데이터 통신 장비는 AC 입력 전원 공급 장치가 필요하며 일반적으로 도시 전원 공급 장치와 동일한 전압 및 주파수, 즉 220V, 50Hz 단상 AC 전원 공급 장치가 필요합니다.기존 데이터 통신 장비의 전원 공급 시스템은 UPS 시스템입니다.UPS 시스템은 일반적으로 정류기, 인버터, 배터리 및 정적 스위치로 구성됩니다.주전원이 정상일 때 주전원을 정류기를 통해 DC 전원으로 변환하여 인버터에 전원을 공급함과 동시에 배터리를 충전합니다.인버터는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 부하를 공급합니다.UPS 고장의 경우, 부하는 정적 스위치를 통해 바이패스 주 전원 공급 장치로 변환될 수 있습니다.장기간 주전원 정전 시 대기 발전기 세트가 전원을 공급합니다.
IDC실의 장비는 단상 전원으로 전력을 공급받고 있지만, 전력은 점점 더 커지고 있고, 단상 UPS의 전력은 그다지 많이 할 수 없어 제한적입니다.해결책은 전원 공급을 위해 3상 UPS를 사용하는 것으로 전원은 일반적으로 3상으로 나뉘며 UPS를 동시에 결합하여 전원 공급의 신뢰성을 해결합니다.UPS는 최종적으로 인버터를 통해 데이터 장비에 전원을 공급하기 때문에 인버터 및 스위칭 부품에 장애가 발생하면 배터리가 데이터 장비에 직접 전원을 공급하지 않아 데이터 장비가 중단됩니다.
몇 가지 일반적인 UPS 전원 공급 모드
1. 탠덤 핫 백업
이 UPS 전원 공급 모드는 단일 장애 지점을 제거하고 실현하기 쉽지만 동시에 하나의 UPS만 로드됩니다.따라서 현재 거의 사용되지 않는 주 기계와 대기 기계의 열악한 과부하 용량과 불균일한 노화 문제가 있습니다.
2. 병렬 이중화
이 UPS 전원 공급 모드의 가장 큰 장점은 부하를 균등하게 분배할 수 있다는 것입니다.UPS에 장애가 발생하면 차단됩니다.UPS 시스템은 전환 없이 온라인 모드에서 계속 작동할 수 있습니다.부하에 따라 UPS를 추가하여 시스템 용량을 확장할 수 있습니다.
3. 듀얼 버스 전원 공급 모드
이 UPS 전원 공급 모드의 가장 큰 특징은 STS를 통해 이중 전원 부하 또는 단일 전원 부하에 각각 제공되는 2개의 상호 영향을 받지 않는 전원 공급 버스를 동시에 제공한다는 것입니다.이 방법도 단일 장애점을 제거하지만 전원 공급 방식에 국한되어 LBS(동기 제어)와 STS(양방향 전환)가 추가되므로 장애점도 추가됩니다.
UPS 전원 공급 방식의 장점:
기술 체계는 성숙하고 현재 널리 사용됩니다.
아크를 당기기 쉽지 않은 AC 출력.
UPS 전원 공급 방식의 단점:
병렬화가 어렵고 전압, 주파수, 위상 동기화가 필요하다.
시스템 설계가 복잡하고 단일 실패 지점이 많습니다.
변환 단계가 많고 효율성이 상대적으로 낮습니다.
높은 입력 고조파 및 낮은 역률
3, 48V 버스를 공유하는 하이브리드 시스템 솔루션
이 전원 공급 시스템의 구조는 DC 부하 및 AC 부하의 전원 공급 시스템이 입력 전원으로 48V 버스를 사용하는 것을 특징으로 합니다.주전원 오류 또는 정류기 오류의 경우 배터리가 출력 버스와 병렬로 연결되기 때문에 -48V 버스 전원 공급이 중단되지 않습니다.DC 부하는 -48V 버스에 의해 직접 전원이 공급되고 AC 부하는 인버터에 의해 전원이 공급됩니다. 즉, -48V DC 전원 공급 장치로 전원이 공급되는 인버터가 업을 교체합니다.
하이브리드 시스템 솔루션의 장점:
기술이 성숙합니다.48V 전원 공급 장치는 순수 출력의 실제 무정전 전원 공급 장치이므로 시스템의 전반적인 안정성이 향상됩니다.아크를 당기기가 쉽지 않고 안전성이 높습니다.
하이브리드 시스템 솔루션의 단점:
AC 부하의 전력 체인에서 전력 변환 횟수가 증가하고 전압이 낮고 전류가 커서 손실이 증가하고 시스템 효율이 감소합니다.
이 전원 공급 시스템 구조는 AC 부하가 중소 전력인 경우에만 적용됩니다.
4, 정류기 유형 RAC 고전압 전원 공급 장치 솔루션
2001년 Intelec에서 출판한 새로운 통신 네트워크 및 서비스를 위한 최고의 새로운 전원 공급 장치와 2000년에 출판된 Telecom과 Data Communication을 통합하는 RAC 전원 공급 기술에 대한 새로운 연구로 대표되는 France Telecom은 이를 시도했습니다.RAC 전원 공급 시스템은 기존의 48V DC 전원 공급 시스템과 유사하며 DC 버스는 실제로 맥동하는 DC인 정류 버스로 대체됩니다.시스템은 정류기 브리지, 고전압 배터리 팩, 배터리 스위치, 충전기 등으로 구성됩니다. 이 RAC 전원 공급 시스템의 입력 고조파 전류 억제 및 역률은 보상되어야 하며 고조파 억제기는 RAC에 병렬로 연결되어야 합니다. 버스.
Rac 고전압 전원 공급 장치 솔루션의 장점:
전체 전원 공급 회로에는 손실이 적고 효율이 높은 변환 단계가 하나뿐입니다.배터리 충전기는 오프라인에서 배터리를 충전하는 데만 사용되므로 용량이 작고 비용이 저렴합니다.Rac 고전압 전원 공급 장치 솔루션의 단점:
고전압 및 높은 안전 표준이 채택되었습니다.많은 수의 단일 배터리를 사용하므로 보다 엄격한 배터리 관리가 필요합니다.
5, 고전압 DC 전원 공급 장치의 타당성에 대한 논의
데이터 장비의 내부 전원 공급 조건은 컴퓨터 호스트, 디스플레이, 프린터 및 기타 전기 장비의 내부 전원 공급이 스위칭 전원 공급이라는 것입니다.입력된 AC 220V를 DC 300V로 정류, 필터링한 후 전원 스위치 튜브와 스위칭 변압기를 통해 저전압으로 감압 안정화하여 각 부품에 전원을 공급합니다.일반적으로 AC 전압은 110-250V이며, 정류 및 필터링 후 DC 전압은 150v-340V입니다.따라서 이러한 장비에 150v-340v DC 전압을 입력하면 장비가 정상적으로 작동할 수 있습니다.정격 전압이 228v ~ 280v(백업 12V 배터리 19개 또는 20개) 범위 내임을 감안하면, DC 전원은 브리지 정류 회로 및 필터링을 거친 후에도 여전히 228v ~ 280v이며, 150v-340v 사이이므로 스위칭 전원 공급 장치는 여전히 정상적으로 작동할 수 있지만 현재 실험은 데이터 장비가 약 dc270v를 입력할 때 효과가 좋은 것으로 나타났습니다.
6, 고전압 DC 전원 공급 시스템의 솔루션 1
고전압 DC 공급 방식 I의 AC 입력, 정류 회로, 축전지 및 충전기는 RAC 전원 공급 시스템과 동일합니다.차이점은 Rac 전원 공급 시스템이 RAC를 중앙 집중식 고전력 DC/DC 컨버터에 직접 공급한 다음 안정적인 고전압 dc270v로 변환한다는 점입니다.일본의 NTT 회사에서 이 시스템을 테스트했습니다.AC 입력 정전 시 배터리는 DC 스위치와 고전력 DC/DC 컨버터를 통해 부하 장비에 270V DC를 공급합니다.
이 전원 공급 장치 시스템의 장점:
특히 부하 장비의 전력이 클 때 높은 신뢰성과 효율성;저렴한 비용;
이 전원 공급 장치 시스템의 단점:
고전압, 고전류 및 높은 안전 표준과 함께 단일 고전력 DC / DC가 채택되었습니다.많은 수의 배터리를 사용하므로 보다 엄격한 배터리 관리가 필요합니다.
7, HVDC 전원 공급 시스템의 솔루션 II
이 제도는 국내 통신사업자들이 IDC실의 전력 공급을 개선하기 위한 시범 전력 공급 시스템이다.Yancheng Telecom이 첫 번째 대표자였습니다.이제 일부 통신 지점과 모바일 지점에서 시도했습니다.기존의 48V 전원 공급 시스템과 유사하게 다중 병렬 이중화 정류기와 배터리로 구성됩니다.정상적인 조건에서 정류기는 주 전원을 270V DC 전원으로 변환하여 통신 장비에 공급함과 동시에 배터리를 충전합니다.주전원에 장애가 발생하면 배터리가 방전되어 통신 장비에 전원을 공급합니다.장기간 주전원 정전 시 대기 발전기 세트가 전원을 공급해야 합니다.기존의 -48V DC 전원 공급 시스템과 마찬가지로 배터리 대기 시간은 1~24h이고 일반적인 배터리 대기 시간은 1~3H입니다.이 고전압 DC 전원 공급 시스템의 장점은 시험에서 완전히 반영되었습니다.
이 전원 공급 장치 시스템의 장점:
신뢰성: 전원 공급 장치의 모듈식 출력과 배터리는 병렬로 직접 연결되어 부하에 전원을 공급하고 배터리는 출력 버스에 병렬로 직접 연결되며 버스 전원 공급 장치는 중단되지 않습니다.계층적 분산 제어를 채택하고 오류 발생 시 정류 모듈과 CSU를 독립적으로 제어하여 오류 확산을 방지합니다.
손쉬운 유지보수: 손쉬운 병렬 작동, 모듈식 전원 공급 장치 설계, 핫 플러그 지원, 손쉬운 교체, 계층적 분산 제어, 정류기 모듈 및 CSU는 손쉬운 유지보수를 위해 독립적으로 제어될 수 있습니다.
지능형 관리: 기존의 48V DC 전원 공급 시스템과 마찬가지로 시스템 관리는 포괄적인 지능형 관리 모드를 채택합니다.배터리 부분의 관리가 완벽하여 배터리 수명을 효과적으로 연장합니다.
고조파 간섭이없고 용량 확장이 용이합니다. 컴퓨터 및 서버의 경우 DC 입력이 채택되어 더 이상 위상 및 주파수 문제가 없습니다.다중 기계 병렬 연결이 고조파 간섭 없이 간단하고 쉬워집니다.
안전: 표준 전기 캐비닛을 채택하여 션트 출력 및 버스의 절연 상태를 실시간으로 모니터링하고 높은 안전성을 제공합니다.
비용 성능: 동일한 용량의 시스템에 대해 고전압 DC 전원 공급 시스템은 n + 1 모드를 채택하여 투자가 적고 비용 성능이 높습니다.
이 전원 공급 장치 시스템의 단점:
이 전원 공급 시스템에는 DC 특수 구성 요소가 필요합니다.장치 아크 소화에 대한 높은 요구 사항;고전압 및 제로 크로싱이 없기 때문에 안전에 대한 요구 사항이 높습니다.
7, HVDC 전원 공급 시스템의 솔루션 3
고전압 DC 전원 공급 시스템의 Scheme 3은 Scheme 2와 유사합니다. 차이점은 Scheme 3의 전원 공급 시스템은 DC 출력 전압을 400V로 높이기 위해 부스트 회로를 추가한다는 것입니다(이 유사한 전원 공급 시스템은 실험적 포인트가 있습니다. 350V의 DC 전압을 사용하는 모바일 회사).특수 고전압 서버 전원입니다.현재 이 서버는 아직 개발 중입니다.시스템의 높은 출력 전압으로 인해 사용 중인 일부 서버를 사용할 수 없지만 몇 가지 뛰어난 장점으로 인해 향후 개발 트렌드가 될 수 있습니다.
이 방식의 전원 공급 시스템의 장점:
모듈식 전원 공급 장치, 부하에 직접 연결된 배터리, 중단 없는 버스 전원 공급 장치;가장 높은 전력 효율과 가장 에너지 절약;출력은 DC이며 속도 계수 및 고조파 문제가 없으며 최대 부하 용량이 있습니다.가장 작은 전원 공급 케이블은 비용과 공간을 절약합니다.
이 방식의 전원 공급 시스템의 단점:
결함의 설치 및 제거는 아크를 유발하기 쉽습니다.안전에 대한 높은 요구 사항과 장치에 대한 높은 요구 사항.
결론
통신 기술의 급속한 발전은 전원 공급 장치 기술의 진보를 촉진했습니다.고전압 DC 전원 공급 시스템의 Scheme 2 및 Scheme 3은 높은 신뢰성과 고효율로 인해 장비 전력이 높은 경우에 IDC 실내 전원 공급에 특히 적합합니다.Scheme 2는 현재 서버에 적합하며 IDC 룸의 전원 변환에도 가장 적합합니다.Scheme 3은 IDC 룸의 장비 전원 공급 장치의 발전 추세일 수 있습니다.IDC실에서 가장 좋은 전원 공급 시스템은 여전히 심도 있는 논의와 연구의 가치가 있으며, 마침내 적합한 방안을 찾게 될 것입니다.