信息系統的電源系統改造

供用電第25卷第1期502008年2月信息系統的電源系統改造祝春捷,孫劍(杭州市電力局,杭州浙江310000摘要:信息系統原有的電源系統往往滿(mǎn)足不了信息系統的快速發(fā)展,必須進(jìn)行相應的改造。以杭州市電力局信息系統為例,分析了其原有電源系統的薄弱點(diǎn),提出了改造時(shí)的一些原則、方案及具體實(shí)施,分析了改造時(shí)靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)技術(shù)的應用關(guān)鍵詞:信息系統;電源系統;改造;靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)中圖分類(lèi)號:TM76文獻標識碼:B文章編號:1006-6357(2008)01-0050-03信息系統的安全可靠運行是電力安全生產(chǎn)、如果輸出開(kāi)關(guān)或配電屏故障,則無(wú)法可靠供電。優(yōu)質(zhì)服務(wù)及各項管理工作正常開(kāi)展的重要保障。3)A、B、C三相負載難以均衡調配。旦信息系統的電源系統發(fā)生故障,就會(huì )造成整4)在UPS輸出總配電屏處接入市電2,實(shí)際個(gè)信息系統的癱瘓及硬件損壞。我局電力信息系上起不到電源備用的作用。因為一旦市電1故障統是在近5年時(shí)間內快速發(fā)展起來(lái)的,其電源系后不能自動(dòng)切換,須人工切換到市電2,切換時(shí)間統的設計和設備可靠性往往并不完善,不能滿(mǎn)足較長(cháng),信息系統實(shí)際仍然會(huì )停役目前在日益發(fā)展壯大的信息系統和數據中心的要5)沒(méi)有相應的遠程報警信號,不能及時(shí)發(fā)現求。因此對這些信息系統的電源系統,提出了可故障隱患,容易發(fā)生UPS放電完畢后系統全部靠性、穩定性、互備性的更高要求停役1信息系統原電源系統的薄弱點(diǎn)分析原電源系統已發(fā)生過(guò)幾起故障,其中比較嚴重的一次是:UPS2短路后,短路沖擊電流很大,信息系統的電源系統如果因設計不完善,則甚至超過(guò)總開(kāi)關(guān)的額定電流;另兩臺UPS由于并因短時(shí)停電會(huì )造成信息系統停運或硬件的損害。聯(lián)回路的原因形成環(huán)流造成保護性停機,所有的電源系統主要存在的薄弱點(diǎn)有:①系統內存在單信息系統因此全部停止運行,造成很大影響。點(diǎn)故障;②容量冗余不足;③負載不均衡或掛接不隨著(zhù)信息系統的不斷擴大,實(shí)際的設備負載合理;④缺乏定期的維護和保養及相應的管理經(jīng)超過(guò)80kVA,原先設計120kVA的容量已制度。經(jīng)難以滿(mǎn)足冗余的要求,任一臺UPS停運檢修我局原來(lái)采用三臺容量均為40kVA的UPS前,都必須減小信息負載。還有,原蓄電池在滿(mǎn)負主機,以并聯(lián)方式為信息機房?jì)仍O備供電。有兩荷下可放電2h的能力,已不能滿(mǎn)足現有信息系路市電接人UPS系統,市電1直接連接在三組統應急保障的需要。為此,必須對原電源系統進(jìn)UPS上,市電2連接在UPS輸出總配電屏上。行改造,以滿(mǎn)足信息系統安全可靠運行的要求。機房?jì)人械碾娫床遄捎玫夭宓姆绞?各種設備的電源線(xiàn)散落在過(guò)道上容易被進(jìn)出人員華2改造原電源系統的原則掉,存在事故隱患。同時(shí),由于地插未標明由哪路對原有電源系統的改造必須遵循以下幾項UPS供電,導致3臺UPS主機的負載不均衡。原則。具體薄弱點(diǎn)如下。1)利用原有資源。三臺UPS及電源系統雖1)UPS的輸入存在單點(diǎn)故障時(shí),因只有市電建于2002年的信息系統發(fā)展初期,但仍處于健康1連接在3組UPS上,且UPS的旁路配電柜和狀態(tài)、未滿(mǎn)使用期,仍可有效使用。電源系統的改輸入配電柜都接在上面,如果市電1故障或接人造要的總開(kāi)關(guān)斷開(kāi),則所有信息設備的供電無(wú)法保證中國煤化工阝要考慮雙電源2)UPS輸出和樓層配電都存在單點(diǎn)故障時(shí),的冗CNMH正常運行,電008年第1期供用電源系統容量既要滿(mǎn)足目前信息系統運行的要求,市電1也要考慮未來(lái)5年的信息系統發(fā)展需要。新增的UPS系統與原有UPS系統要匹配,改造后容量輸入配電柜或蓄電池的擴容爭取一步到位3)原UPS系統與新增UPS系統之間采用靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)STS以保障信息系統的高可靠性STS靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)采用快速轉換晶閘管技術(shù),應U輸出總電屏[UP輸出電屏用于雙電源服務(wù)器及關(guān)鍵負載后可有99.9999%的高可靠性。兩個(gè)電源可同步為STS饋電,顯著(zhù)匚樓層電匚總電減少電源轉換時(shí)間。4)要考慮電源系統設備檢修的便利,在關(guān)鍵STS靜態(tài)轉換開(kāi)為節點(diǎn)處要有便于斷開(kāi)的連接點(diǎn)?？紤]到任何設備單電源負都有需要檢修或發(fā)生故障的可能,這些計劃檢修至雙電源負載一或故障檢修必須不影響信息系統的運行,不需要信息系統停役圖1改造后電源系統設計示意圖5)由于信息電源系統的改造涉及所有的信足40kVA的UPS滿(mǎn)負荷下可放電2h。加上原息業(yè)務(wù)系統的停役,必須進(jìn)行周密的考慮并盡量有蓄電池的容量后,可以滿(mǎn)足滿(mǎn)負荷下放電達到科學(xué)地安排好工作計劃,盡可能減少停電時(shí)間近8h,完全能滿(mǎn)足信息系統的安全運行要求。3對原電源系統的改造方案及其實(shí)施4)電源線(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路的鋪設要實(shí)現分離防止干擾、便于檢修。所設分路開(kāi)關(guān)的個(gè)數要考改造后電源系統的設計示意圖見(jiàn)圖1。慮系統擴展的需要而留有備用,避免今后機房再1)新增1套容量為120kVA的UPS電源系次施工時(shí)干擾系統的運行。所有的機柜、開(kāi)關(guān)、電統,與原有3套UPS的總容量相當,新、老兩套源條線(xiàn)路都要設置標簽,為實(shí)際運行做好準備。UPS系統以雙母線(xiàn)方式相連。所有的雙電源設5)考慮到電源系統的改造施工需要原信息備都與新、老UPS的輸出端連接。重要單電源設系統停役,影響到生產(chǎn)業(yè)務(wù)和營(yíng)銷(xiāo)工作,所以確定備通過(guò)靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)STS連在兩路UPS輸出配利用國慶節營(yíng)銷(xiāo)系統停止對外業(yè)務(wù)的時(shí)間,兩天電屏上,經(jīng)信息設備廠(chǎng)商確認,STS雙電源切換進(jìn)行施工,一天備用。為保障優(yōu)質(zhì)話(huà)務(wù)服務(wù)的暢只要在10ms以?xún)?對信息系統沒(méi)有影響。次要通,還為95598系統提供了臨時(shí)電源。由于準備單電源設備就連接在一路UPS輸出端。兩路工作十分充分,整個(gè)電源系統的改造和信息系統UPS的輸入配電柜和旁路配電柜分別接在不同的的恢復非常順利。市電輸入上,當一路市電失電時(shí)可以及時(shí)切換到另4改造方案中靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)SⅠS技術(shù)應用一路市電上。所有的輸入輸出環(huán)節全部避免單點(diǎn)故障,每路系統有分路開(kāi)關(guān),便于單獨檢修和維護在本次改造設計中,應用了靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)STS2)在輸人電源的總配電屏和主要分配電屏(下稱(chēng)STS),實(shí)現單電源負載的不間斷的無(wú)損切A、B、C三相上配置輸出電流表,以便實(shí)時(shí)監測各換。STS是一種固態(tài)、三極、雙位的轉換開(kāi)關(guān),當相電流的數值,一旦發(fā)現三相不平衡就可以及時(shí)路輸入電源發(fā)生故障或需要檢修測試時(shí),STS可調配各相負荷。對所有UPS實(shí)行遠程實(shí)時(shí)監控,實(shí)現不間斷(<5ms)地切換到另一路電源。將報警信號接至中央控室進(jìn)行24h監控,一旦發(fā)STS可以通過(guò)控制面板設定其中任意一路現異常就可以及時(shí)處理。輸入電源為主電源則另一路輸入電源為備用電3)對新增的UPS配備一組2V的蓄電池,源中國煤化工位的情況下,容量滿(mǎn)足120kVA的UPS滿(mǎn)負荷下可放電4h。STSCNMHG切換到備用電對原三組UPS增加4組6V蓄電池,每組容量滿(mǎn)下轉第57頁(yè))2008年第1期供用電代替傳統的異步風(fēng)力發(fā)電機。雙饋異步發(fā)電機可完善的保護及檢測。若采用DSP芯片的控制以通過(guò)改變勵磁電流的頻率和相位來(lái)改變發(fā)電機器(2,運算速度將大幅度提高,充分利用DSP的的轉速,以達到調速的目的。通過(guò)調節勵磁電流速度快、計算功能強大等特點(diǎn)精確算出無(wú)功補償不僅可以調節發(fā)電機的無(wú)功功率還可以調節發(fā)電分量,準確跟蹤系統無(wú)功變化,對多級電容器組進(jìn)機的有功功率。行自動(dòng)和循環(huán)投切,達到對系統實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)補償的5結語(yǔ)目的合理選擇風(fēng)力發(fā)動(dòng)機機端固定補償容量或母參考文獻線(xiàn)并聯(lián)電容的補償容量,可以提高風(fēng)電場(chǎng)的輸出[1]劉淑敏,李奎文等.無(wú)功補償裝置的選擇[電氣功率因數和穩定風(fēng)電場(chǎng)的電壓在一定的范圍之傳動(dòng),2002(4):61-64.內。在進(jìn)行無(wú)功動(dòng)態(tài)補償時(shí),快速準確地檢測出[2]章云謝莉萍,熊紅艷.DSP控制器及其應用[M需要補償的無(wú)功功率大小是關(guān)鍵因素,因為它決北京:機械工業(yè)出版社,2001.8.定著(zhù)補償效果的實(shí)時(shí)性和準確性。收稿日期:2007年12月無(wú)功功率(無(wú)功電流)型的控制器較完善地解易明碩士研究生研究方向為電力系統運行與控制決了功率因數型控制器的缺陷。它能兼顧線(xiàn)路的李嘵明教授,從事電力系統及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的科研和教學(xué)穩定性及檢測及補償效果,并能對補償裝置進(jìn)行上接第51頁(yè))關(guān),STS可以通過(guò)旁路開(kāi)關(guān)不間斷地切換到任源。如此短的時(shí)間不會(huì )導致信息系統設備停役。路輸入電源,便于維修。在維修時(shí),STS的輸入、靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)STS具有以下特點(diǎn)。輸出和旁路的電源接線(xiàn)端子都應被隔離,以便在1)安全防護。STS的切換都是快速的先斷系統處于旁路時(shí),安全維護STS內的任何組件。后合,主電源及備用電源之間不會(huì )產(chǎn)生沖擊電流,所有的切換都在5ms時(shí)間內完成。主電源發(fā)生5結語(yǔ)故障時(shí),負載自動(dòng)切換到備用電源;主電源恢復正在電力系統中,一般對信息系統的電源系統常后,負載又自動(dòng)切換到主電源。STS感應的負沒(méi)有引起足夠的重視因此往往相應的管理分界載電流超過(guò)預先設定的過(guò)流值時(shí),STS轉入過(guò)電和設計方案缺乏統籌考慮,直到出現問(wèn)題后再逐流抑制模式抑制切換。在負載電流恢復到正常步修正。信息系統的電源系統的改造和設計,必值時(shí),過(guò)電流抑制模式自動(dòng)復位,STS恢復到正須著(zhù)眼長(cháng)期統籌考慮爭取一步到位常的工作模式,又可實(shí)施切換要重視對電源系統的巡視和24h的監控,提2)自動(dòng)切換和手動(dòng)切換相結合。STS內還高維護和檢修水平,做到防患于未然。裝有手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān),進(jìn)行手動(dòng)切換時(shí)可保證輸出目前所有的信息系統、通信系統、自動(dòng)化系統不間斷。的重要性日益顯現,其電源系統的重要性不可忽3)故障報警。為了確保正常運行,STS持續視,因此,應逐步建立起一支專(zhuān)業(yè)的弱電電源管理監視晶閘管(SCR)的狀態(tài)。當SCR發(fā)生短路時(shí),和專(zhuān)業(yè)隊伍STS自動(dòng)報警,并迅速打開(kāi)另一路電源的隔離開(kāi)關(guān);當SCR開(kāi)路時(shí),STS自動(dòng)報警,切換先前打開(kāi)收稿日期:2007年11月的隔離開(kāi)關(guān)。所有的開(kāi)路和短路報警都將被鎖祝春捷高級工程師,碩士,從事電力自動(dòng)化和科技信息管定,經(jīng)復位才能回到原先的正常工作狀態(tài)理工作孫劍工程師,從事電力網(wǎng)絡(luò )和信息電源方面的管理和設4)便于維修。STS裝有互鎖的維修旁路開(kāi)計工作中國煤化工CNMHG