بحث در مورد منبع تغذیه اتاق کامپیوتر مرکز داده

بحث در مورد منبع تغذیه اتاق کامپیوتر مرکز داده

در ساخت اتاق IDC ، بدون شک ساخت سیستم قدرت اولویت اصلی است.توسعه مشاغل مختلف و کار پایدار سرورهای مختلف از منبع تغذیه پایدار ، قابل اعتماد و بدون وقفه جدا نیست.این مقاله به طور مختصر اصل اساسی ، مزایا و معایب و امکان چند ساختار سیستم قدرت در اتاق IDC را مورد بحث قرار می دهد.

1 ، تقاضای اتاق IDC برای منبع تغذیه دارای ویژگی های زیر است
1. قابلیت اطمینان بالا برای منبع تغذیه
مشتریان IDC عموماً مشتریان سازمانی هستند و برخی حتی وب سایت های پورتال هستند.در صورت قطع بار ، ارائه دهندگان خدمات IDC با ضررهای عظیمی روبرو می شوند ، بنابراین نیازهای بالایی برای قابلیت اطمینان منبع تغذیه دارند.

2. ظرفیت بار زیاد
سرمایه گذاری در ساخت اتاق کامپیوتر IDC بسیار زیاد است و در چند سال آینده رشد کسب و کار را در نظر خواهد گرفت ، بنابراین باید بتواند حجم تجاری به اندازه کافی بزرگ را بر عهده بگیرد.به طور کلی ، حدود 50-100 قفسه در یک اتاق ماشین قرار می گیرد و بار هر قفسه حدود هزاران وات است.بنابراین ، بار یک اتاق ماشین در حدود صدها تا هزاران وات است.یک مرکز IDC ممکن است چندین اتاق ماشین بسازد.

3. حالت منبع تغذیه نسبتاً متمرکز
به منظور به اشتراک گذاشتن خطرات و در نظر گرفتن راحتی مدیریت متمرکز منبع تغذیه ، به طور کلی با توجه به ظرفیت بار یک اتاق کامپیوتر ، که حدود صدها تا هزاران کیلووات است ، در نظر گرفته می شود.

4. الزامات بالا برای آلودگی هارمونیک تجهیزات
با افزایش نیازهای دولت برای حفظ انرژی و حفاظت از محیط زیست ، اپراتورهای مخابراتی پاسخ مثبت می دهند.در عین حال ، اتاق IDC همچنین یک کاربر قدرتمند است که تمرکز اصلی واحدهای منبع تغذیه است.توجه بالایی به هارمونیک ها دارد ، که این یک روند است.

2 ، راه حل منبع تغذیه UPS سنتی
تجهیزات ارتباطی داده های سنتی به منبع تغذیه AC نیاز دارد که عموماً همان ولتاژ و فرکانس منبع تغذیه شهری است ، یعنی منبع تغذیه AC تک فاز 220 ولت ، 50 هرتز.سیستم منبع تغذیه تجهیزات ارتباطات داده سنتی سیستم UPS است.سیستم UPS به طور کلی از یکسو کننده ، اینورتر ، باتری و سوئیچ استاتیک تشکیل شده است.وقتی برق اصلی نرمال است ، برق اصلی از طریق یکسو کننده به منبع DC تبدیل می شود تا اینورتر را تامین کند و همزمان باتری را شارژ کند.اینورتر برای تأمین بار ، جریان DC را به برق AC تبدیل می کند.در صورت خرابی UPS ، بار را می توان از طریق سوئیچ استاتیک به منبع تغذیه اصلی دور زدن تبدیل کرد.در صورت قطع طولانی مدت برق شبکه ، مجموعه ژنراتور آماده به کار برق را تأمین می کند.
اگرچه تجهیزات موجود در اتاق IDC از منبع تغذیه تک فاز تغذیه می کنند ، اما قدرت بزرگتر و بزرگتر می شود و قدرت UPS تک فاز را نمی توان خیلی زیاد انجام داد ، که محدود است.راه حل استفاده از UPS سه فاز برای منبع تغذیه است ، قدرت به طور کلی به سه فاز تقسیم می شود و UPS همزمان برای حل قابلیت اطمینان منبع تغذیه ترکیب می شود.از آنجا که UPS سرانجام نیرو را به تجهیزات داده از طریق اینورتر تأمین می کند ، در صورت خرابی قسمت اینورتر و سوئیچینگ ، باتری به طور مستقیم نیرو را به تجهیزات داده نمی رساند ، که منجر به قطع تجهیزات داده می شود.
چند حالت رایج منبع تغذیه UPS

1. پشتیبان گیری پشت سر هم داغ
این حالت منبع تغذیه UPS تنها نقطه خرابی را از بین می برد و درک آن ساده است ، اما فقط یک UPS به طور همزمان بارگیری می شود.بنابراین ، دارای مشکلات بار اضافی ضعیف و پیری ناهموار ماشین های اصلی و آماده به کار است که در حال حاضر به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد.

2. افزونگی موازی
بزرگترین مزیت این منبع تغذیه UPS این است که بار را می توان به طور مساوی تقسیم کرد.اگر هر یو پی اس خراب شود ، قطع می شود.سیستم UPS هنوز می تواند در حالت آنلاین بدون هیچ گونه تغییر کار کند.ظرفیت سیستم را می توان با افزودن UPS با توجه به بار افزایش داد.
3. حالت تغذیه دو باس

بزرگترین ویژگی این منبع تغذیه یو پی اس این است که همزمان دو باس منبع تغذیه بدون تأثیر متقابل ارائه می دهد که به ترتیب برای بارهای دوگانه یا بارهای قدرت واحد از طریق STS ارائه می شوند.این روش همچنین نقطه خطای واحد را حذف می کند ، اما محدود به طرح منبع تغذیه ، LBS (کنترل همزمان) و STS (سوئیچینگ دو طرفه) اضافه می شود ، بنابراین نقطه خطا نیز اضافه می شود.
مزایای طرح منبع تغذیه UPS:
طرح فنی بالغ است و در حال حاضر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
خروجی AC ، کشیدن قوس آسان نیست.

معایب طرح منبع تغذیه UPS:
موازی سازی دشوار است و همگام سازی ولتاژ ، فرکانس و فاز مورد نیاز است.
طراحی سیستم پیچیده است و بسیاری از نقاط شکست وجود دارد
مراحل دگرگونی زیادی وجود دارد و کارایی آن نسبتاً پایین است
هارمونیک ورودی بالا و ضریب توان کم

3 ، راه حل اشتراک سیستم ترکیبی باس 48V
ساختار این سیستم منبع تغذیه مشخص می شود که سیستم های تغذیه بار DC و بار AC از باس 48V به عنوان منبع تغذیه ورودی استفاده می کنند.در صورت قطع برق شبکه یا خرابی یکسو کننده ، منبع تغذیه گذرگاه - 48V بدون وقفه است زیرا باتری موازی با گذرگاه خروجی متصل می شود.بار DC مستقیماً از طریق باس - 48V تغذیه می شود و بار AC از اینورتر تغذیه می شود ، یعنی منبع تغذیه اینورتر - منبع تغذیه DC 48V جایگزین ups می شود.
مزایای راه حل سیستم ترکیبی:
فناوری بالغ است.منبع تغذیه 48V یک منبع تغذیه بدون وقفه واقعی با خروجی خالص است ، بنابراین ثبات کلی سیستم بهبود می یابد.کشیدن قوس آسان نیست و ایمنی بالایی دارد.
معایب راه حل سیستم ترکیبی:
در زنجیره قدرت بار AC ، تعداد تبدیل توان افزایش یافته ، ولتاژ کم و جریان زیاد است ، که باعث افزایش تلفات و کاهش کارایی سیستم می شود.
این ساختار سیستم منبع تغذیه فقط برای مواردی قابل استفاده است که بار AC قدرت متوسط ​​و کوچک باشد.

4 ، راه حل منبع تغذیه ولتاژ بالا RAC نوع یکسو کننده
به عنوان بهترین منبع تغذیه جدید برای شبکه ها و خدمات مخابراتی جدید منتشر شده توسط Intelec در سال 2001 و تحقیقات جدید در مورد فناوری منبع تغذیه RAC که مخابرات و ارتباطات داده را در سال 2000 منتشر کرد ، France Telecom آن را آزمایش کرد.سیستم تغذیه RAC ، شبیه به سیستم تغذیه DC 48V سنتی ، گذرگاه DC با گذرگاه تصحیح شده جایگزین می شود ، که در واقع DC ضربان دار است.این سیستم شامل پل یکسو کننده ، بسته باتری ولتاژ بالا ، سوئیچ باتری ، شارژر و غیره است. سرکوب جریان هارمونیک ورودی و ضریب توان این سیستم تغذیه RAC باید جبران شود و سرکوب کننده هارمونیک باید به طور موازی در RAC متصل شود. اتوبوس.

مزایای راه حل منبع تغذیه ولتاژ بالا Rac:
تنها یک مرحله تبدیل در کل مدار منبع تغذیه وجود دارد ، با اتلاف کم و راندمان بالا.شارژر باتری فقط برای شارژ باتری به صورت آفلاین استفاده می شود ، بنابراین ظرفیت کمی دارد و هزینه کمی نیز دارد.معایب راه حل تغذیه ولتاژ بالا Rac:
استانداردهای ولتاژ بالا و ایمنی بالا تصویب شده است.تعداد زیادی باتری منفرد استفاده می شود که نیاز به مدیریت دقیق تر باتری دارد.

5 ، بحث در مورد امکان استفاده از منبع تغذیه DC با ولتاژ بالا
شرط منبع تغذیه داخلی تجهیزات داده این است که منبع تغذیه داخلی میزبان کامپیوتر ، صفحه نمایش ، چاپگر و سایر تجهیزات الکتریکی منبع تغذیه را تغییر می دهد.AC ورودی 220 ولت تصحیح می شود و به DC 300V فیلتر می شود ، و سپس از طریق لوله سوئیچ قدرت و ترانسفورماتور سوئیچ برای ولتاژ پایین کاهش یافته و تثبیت می شود تا برق مورد نیاز هر قسمت را تأمین کند.به طور کلی ، ولتاژ AC بین 110-250V و ولتاژ DC پس از تصحیح و فیلتر بین 150v-340v است.بنابراین ، اگر ولتاژ DC 150v-340v DC به این تجهیزات وارد شود ، تجهیزات می توانند به طور عادی کار کنند.با توجه به اینکه ولتاژ نامی در محدوده 228v ~ 280v (19 یا 20 باتری پشتیبان 12 ولت) است ، قدرت DC پس از عبور از مدار یکسو کننده پل و فیلتر هنوز 228v ~ 280v است و بین 150v-340v است ، بنابراین سوئیچینگ منبع تغذیه هنوز هم می تواند به طور عادی کار کند ، آزمایشات فعلی نشان می دهد که تأثیر خوبی است وقتی تجهیزات داده در مورد dc270v وارد می شود.

6 ، راه حل 1 سیستم تغذیه DC ولتاژ بالا
ورودی AC ، مدار یکسو کننده ، باتری ذخیره سازی و شارژر طرح I منبع تغذیه DC ولتاژ بالا همان سیستم منبع تغذیه RAC هستند.تفاوت در این است که سیستم تغذیه Rac به طور مستقیم RAC را به مبدل متمرکز DC / DC با قدرت بالا متصل می کند و سپس آن را به پایدار ولتاژ بالا dc270v تبدیل می کند.شرکت NTT ژاپن این سیستم را آزمایش کرده است.در صورت قطع برق ورودی AC ، باتری 270V DC را از طریق کلید DC و مبدل DC / DC پرقدرت به تجهیزات بار تأمین می کند.
مزایای این سیستم تغذیه:
قابلیت اطمینان و کارایی بالا ، به ویژه هنگامی که قدرت تجهیزات بار زیاد است.کم هزینه؛
معایب این سیستم تغذیه:
تنها DC / DC با قدرت بالا ، با ولتاژ بالا ، جریان بالا و استانداردهای ایمنی بالا تصویب می شود.تعداد زیادی باتری استفاده می شود که نیاز به مدیریت دقیق تر باتری دارد.

7 ، راه حل دوم سیستم منبع تغذیه HVDC
این طرح یک سیستم منبع تغذیه آزمایشی برای اپراتورهای مخابراتی داخلی برای بهبود منبع تغذیه در اتاق IDC است.Yancheng Telecom اولین نماینده بود.اکنون برخی از شعب مخابرات و شعب تلفن همراه آن را امتحان کرده اند.مشابه سیستم تغذیه 48 ولت سنتی ، از چندین دستگاه اصلاح کننده موازی و باتری تشکیل شده است.در شرایط عادی ، یکسو کننده برق اصلی را به برق 270 ولت DC برای تامین تجهیزات مخابراتی و شارژ همزمان باتری تبدیل می کند.در صورت قطع برق شبکه ، باتری برای تامین برق تجهیزات مخابراتی تخلیه می شود.در صورت قطع طولانی مدت برق شبکه ، مجموعه ژنراتور آماده به کار باید برق را تأمین کند.مانند سیستم تغذیه سنتی - 48V DC ، زمان آماده به کار باتری 1 ~ 24 ساعت و زمان آماده به کار معمولی باتری 1 ~ 3H است.مزایای این سیستم تغذیه DC با ولتاژ بالا به طور کامل در آزمایش نشان داده شده است.

مزایای این سیستم تغذیه:

قابلیت اطمینان: خروجی ماژولار منبع تغذیه و باتری مستقیماً به طور موازی برای تأمین برق به بار متصل می شوند ، باتری به طور مستقیم به موازات گذرگاه خروجی متصل می شود و منبع تغذیه گذرگاه بدون وقفه است.کنترل توزیع شده سلسله مراتبی تصویب می شود و ماژول یکسو کننده و CSU در صورت خرابی به طور مستقل کنترل می شوند تا از انتشار گسل جلوگیری شود.
تعمیر و نگهداری آسان: عملکرد موازی آسان ، طراحی منبع تغذیه مدولار ، پشتیبانی از دوشاخه گرم ، تعویض آسان ، کنترل توزیع شده سلسله مراتبی ، ماژول یکسو کننده و CSU را می توان به طور مستقل برای نگهداری آسان کنترل کرد.
مدیریت هوشمند: مانند سیستم منبع تغذیه 48V DC سنتی ، مدیریت سیستم از یک حالت مدیریت هوشمند جامع استفاده می کند.مدیریت قسمت باتری بی عیب و نقص است که عملاً عمر مفید باتری را افزایش می دهد.
بدون تداخل هارمونیک و افزایش ظرفیت آسان: برای رایانه ها و سرورها ، ورودی DC تصویب می شود ، که دیگر مشکل فاز و فرکانس را ندارد.اتصال موازی چند دستگاه بدون دخالت هارمونیک ساده و آسان می شود.
ایمنی: کابینت الکتریکی استاندارد برای نظارت بر وضعیت عایق خروجی شنت و گذر در زمان واقعی ، با ایمنی بالا ، تصویب شده است.
عملکرد هزینه: برای سیستم با ظرفیت یکسان ، سیستم منبع تغذیه DC با ولتاژ بالا از حالت n + 1 استفاده می کند که دارای سرمایه گذاری کم و عملکرد هزینه بالا است.
معایب این سیستم تغذیه:
این سیستم منبع تغذیه به قطعات خاص DC نیاز دارد.الزامات بالا برای خاموش کردن قوس دستگاه ؛به دلیل ولتاژ بالا و عدم عبور صفر ، الزامات زیادی برای ایمنی دارد.
7 ، راه حل 3 سیستم منبع تغذیه HVDC
طرح 3 سیستم تغذیه DC با ولتاژ بالا مشابه طرح 2 است. تفاوت در این است که سیستم منبع تغذیه در طرح 3 یک مدار تقویت کننده برای افزایش ولتاژ خروجی DC به 400V اضافه می کند (این سیستم منبع تغذیه مشابه دارای یک نقطه تجربی در شرکت تلفن همراه ، با ولتاژ DC 350V).این منبع تغذیه سرور مخصوص ولتاژ بالا است.در حال حاضر ، این سرور هنوز در حال توسعه است.به دلیل ولتاژ خروجی بالای سیستم ، برخی از سرورهای مورد استفاده در دسترس نیستند ، اما به دلیل برخی مزایای برجسته ، ممکن است در آینده به یک روند توسعه تبدیل شود.
مزایای سیستم منبع تغذیه این طرح:
منبع تغذیه مدولار ، باتری مستقیماً به بار متصل می شود ، منبع تغذیه اتوبوس بدون وقفه ؛بالاترین راندمان انرژی و بیشترین صرفه جویی در انرژی ؛خروجی DC ، بدون ضریب سرعت و مشکلات هارمونیک ، با حداکثر ظرفیت بار است.کوچکترین کابل منبع تغذیه در هزینه و فضا صرفه جویی می کند.
معایب سیستم منبع تغذیه این طرح:
نصب و حذف خطا به راحتی باعث ایجاد قوس می شود.الزامات بالا برای ایمنی و الزامات بالا برای دستگاه ها.
نتیجه
توسعه سریع فناوری مخابرات باعث پیشرفت فناوری تجهیزات منبع تغذیه شده است.طرح 2 و 3 سیستم تغذیه DC با ولتاژ بالا به دلیل قابلیت اطمینان بالا و کارایی بالا به ویژه برای منبع تغذیه اتاق IDC در مواردی که دارای قدرت تجهیزات بالا هستند مناسب است.طرح 2 برای سرور فعلی مناسب است و همچنین مناسب ترین طرح برای تبدیل منبع تغذیه در اتاق IDC است.طرح 3 ممکن است روند توسعه منبع تغذیه تجهیزات در اتاق IDC باشد.اینکه بهترین سیستم منبع تغذیه در اتاق IDC چیست هنوز شایسته بحث و تحقیق عمیق است و در نهایت طرح مناسبی پیدا می شود.