信息系统的电源系统改造

供用电第25卷第1期502008年2月信息系统的电源系统改造祝春捷,孙剑(杭州市电力局,杭州浙江310000摘要:信息系统原有的电源系统往往满足不了信息系统的快速发展,必须进行相应的改造。以杭州市电力局信息系统为例,分析了其原有电源系统的薄弱点,提出了改造时的一些原则、方案及具体实施,分析了改造时静态转换开关技术的应用关键词:信息系统;电源系统;改造;静态转换开关中图分类号:TM76文獻标识码:B文章编号:1006-6357(2008)01-0050-03信息系统的安全可靠运行是电力安全生产、如果输出开关或配电屏故障,则无法可靠供电。优质服务及各项管理工作正常开展的重要保障。3)A、B、C三相负载难以均衡调配。旦信息系统的电源系统发生故障,就会造成整4)在UPS输出总配电屏处接入市电2,实际个信息系统的瘫痪及硬件损坏。我局电力信息系上起不到电源备用的作用。因为一旦市电1故障统是在近5年时间内快速发展起来的,其电源系后不能自动切换,须人工切换到市电2,切换时间统的设计和设备可靠性往往并不完善,不能满足较长,信息系统实际仍然会停役目前在日益发展壮大的信息系统和数据中心的要5)没有相应的远程报警信号,不能及时发现求。因此对这些信息系统的电源系统,提出了可故障隐患,容易发生UPS放电完毕后系统全部靠性、稳定性、互备性的更高要求停役1信息系统原电源系统的薄弱点分析原电源系统已发生过几起故障,其中比较严重的一次是:UPS2短路后,短路冲击电流很大,信息系统的电源系统如果因设计不完善,则甚至超过总开关的额定电流;另两台UPS由于并因短时停电会造成信息系统停运或硬件的损害。联回路的原因形成环流造成保护性停机,所有的电源系统主要存在的薄弱点有:①系统内存在单信息系统因此全部停止运行,造成很大影响。点故障;②容量冗余不足;③负载不均衡或挂接不随着信息系统的不断扩大,实际的设备负载合理;④缺乏定期的维护和保养及相应的管理经超过80kVA,原先设计120kVA的容量已制度。经难以满足冗余的要求,任一台UPS停运检修我局原来采用三台容量均为40kVA的UPS前,都必须减小信息负载。还有,原蓄电池在满负主机,以并联方式为信息机房内设备供电。有两荷下可放电2h的能力,已不能满足现有信息系路市电接人UPS系统,市电1直接连接在三组统应急保障的需要。为此,必须对原电源系统进UPS上,市电2连接在UPS输出总配电屏上。行改造,以满足信息系统安全可靠运行的要求。机房内所有的电源插座均采用地插的方式,各种设备的电源线散落在过道上容易被进出人员华2改造原电源系统的原则掉,存在事故隐患。同时,由于地插未标明由哪路对原有电源系统的改造必须遵循以下几项UPS供电,导致3台UPS主机的负载不均衡。原则。具体薄弱点如下。1)利用原有资源。三台UPS及电源系统虽1)UPS的输入存在单点故障时,因只有市电建于2002年的信息系统发展初期,但仍处于健康1连接在3组UPS上,且UPS的旁路配电柜和状态、未满使用期,仍可有效使用。电源系统的改输入配电柜都接在上面,如果市电1故障或接人造要的总开关断开,则所有信息设备的供电无法保证中国煤化工阝要考虑双电源2)UPS输出和楼层配电都存在单点故障时,的冗CNMH正常运行,电008年第1期供用电源系统容量既要满足目前信息系统运行的要求,市电1也要考虑未来5年的信息系统发展需要。新增的UPS系统与原有UPS系统要匹配,改造后容量输入配电柜或蓄电池的扩容争取一步到位3)原UPS系统与新增UPS系统之间采用静态转换开关STS以保障信息系统的高可靠性STS静态转换开关采用快速转换晶闸管技术,应U输出总电屏[UP输出电屏用于双电源服务器及关键负载后可有99.9999%的高可靠性。两个电源可同步为STS馈电,显著匚楼层电匚总电减少电源转换时间。4)要考虑电源系统设备检修的便利,在关键STS静态转换开为节点处要有便于断开的连接点。考虑到任何设备单电源负都有需要检修或发生故障的可能,这些计划检修至双电源负载一或故障检修必须不影响信息系统的运行,不需要信息系统停役图1改造后电源系统设计示意图5)由于信息电源系统的改造涉及所有的信足40kVA的UPS满负荷下可放电2h。加上原息业务系统的停役,必须进行周密的考虑并尽量有蓄电池的容量后,可以满足满负荷下放电达到科学地安排好工作计划,尽可能减少停电时间近8h,完全能满足信息系统的安全运行要求。3对原电源系统的改造方案及其实施4)电源线路和网络线路的铺设要实现分离防止干扰、便于检修。所设分路开关的个数要考改造后电源系统的设计示意图见图1。虑系统扩展的需要而留有备用,避免今后机房再1)新增1套容量为120kVA的UPS电源系次施工时干扰系统的运行。所有的机柜、开关、电统,与原有3套UPS的总容量相当,新、老两套源条线路都要设置标签,为实际运行做好准备。UPS系统以双母线方式相连。所有的双电源设5)考虑到电源系统的改造施工需要原信息备都与新、老UPS的输出端连接。重要单电源设系统停役,影响到生产业务和营销工作,所以确定备通过静态转换开关STS连在两路UPS输出配利用国庆节营销系统停止对外业务的时间,两天电屏上,经信息设备厂商确认,STS双电源切换进行施工,一天备用。为保障优质话务服务的畅只要在10ms以内,对信息系统没有影响。次要通,还为95598系统提供了临时电源。由于准备单电源设备就连接在一路UPS输出端。两路工作十分充分,整个电源系统的改造和信息系统UPS的输入配电柜和旁路配电柜分别接在不同的的恢复非常顺利。市电输入上,当一路市电失电时可以及时切换到另4改造方案中静态转换开关SⅠS技术应用一路市电上。所有的输入输出环节全部避免单点故障,每路系统有分路开关,便于单独检修和维护在本次改造设计中,应用了静态转换开关STS2)在输人电源的总配电屏和主要分配电屏(下称STS),实现单电源负载的不间断的无损切A、B、C三相上配置输出电流表,以便实时监测各换。STS是一种固态、三极、双位的转换开关,当相电流的数值,一旦发现三相不平衡就可以及时路输入电源发生故障或需要检修测试时,STS可调配各相负荷。对所有UPS实行远程实时监控,实现不间断(<5ms)地切换到另一路电源。将报警信号接至中央控室进行24h监控,一旦发STS可以通过控制面板设定其中任意一路现异常就可以及时处理。输入电源为主电源则另一路输入电源为备用电3)对新增的UPS配备一组2V的蓄电池,源中国煤化工位的情况下,容量满足120kVA的UPS满负荷下可放电4h。STSCNMHG切换到备用电对原三组UPS增加4组6V蓄电池,每组容量满下转第57页)2008年第1期供用电代替传统的异步风力发电机。双馈异步发电机可完善的保护及检测。若采用DSP芯片的控制以通过改变励磁电流的频率和相位来改变发电机器(2,运算速度将大幅度提高,充分利用DSP的的转速,以达到调速的目的。通过调节励磁电流速度快、计算功能强大等特点精确算出无功补偿不仅可以调节发电机的无功功率还可以调节发电分量,准确跟踪系统无功变化,对多级电容器组进机的有功功率。行自动和循环投切,达到对系统实时动态补偿的5结语目的合理选择风力发动机机端固定补偿容量或母参考文献线并联电容的补偿容量,可以提高风电场的输出[1]刘淑敏,李奎文等.无功补偿装置的选择[电气功率因数和稳定风电场的电压在一定的范围之传动,2002(4):61-64.内。在进行无功动态补偿时,快速准确地检测出[2]章云谢莉萍,熊红艳.DSP控制器及其应用[M需要补偿的无功功率大小是关键因素,因为它决北京:机械工业出版社,2001.8.定着补偿效果的实时性和准确性。收稿日期:2007年12月无功功率(无功电流)型的控制器较完善地解易明硕士研究生研究方向为电力系统运行与控制决了功率因数型控制器的缺陷。它能兼顾线路的李哓明教授,从事电力系统及其自动化专业的科研和教学稳定性及检测及补偿效果,并能对补偿装置进行上接第51页)关,STS可以通过旁路开关不间断地切换到任源。如此短的时间不会导致信息系统设备停役。路输入电源,便于维修。在维修时,STS的输入、静态转换开关STS具有以下特点。输出和旁路的电源接线端子都应被隔离,以便在1)安全防护。STS的切换都是快速的先断系统处于旁路时,安全维护STS内的任何组件。后合,主电源及备用电源之间不会产生冲击电流,所有的切换都在5ms时间内完成。主电源发生5结语故障时,负载自动切换到备用电源;主电源恢复正在电力系统中,一般对信息系统的电源系统常后,负载又自动切换到主电源。STS感应的负没有引起足够的重视因此往往相应的管理分界载电流超过预先设定的过流值时,STS转入过电和设计方案缺乏统筹考虑,直到出现问题后再逐流抑制模式抑制切换。在负载电流恢复到正常步修正。信息系统的电源系统的改造和设计,必值时,过电流抑制模式自动复位,STS恢复到正须着眼长期统筹考虑争取一步到位常的工作模式,又可实施切换要重视对电源系统的巡视和24h的监控,提2)自动切换和手动切换相结合。STS内还高维护和检修水平,做到防患于未然。装有手动旁路开关,进行手动切换时可保证输出目前所有的信息系统、通信系统、自动化系统不间断。的重要性日益显现,其电源系统的重要性不可忽3)故障报警。为了确保正常运行,STS持续视,因此,应逐步建立起一支专业的弱电电源管理监视晶闸管(SCR)的状态。当SCR发生短路时,和专业队伍STS自动报警,并迅速打开另一路电源的隔离开关;当SCR开路时,STS自动报警,切换先前打开收稿日期:2007年11月的隔离开关。所有的开路和短路报警都将被锁祝春捷高级工程师,硕士,从事电力自动化和科技信息管定,经复位才能回到原先的正常工作状态理工作孙剑工程师,从事电力网络和信息电源方面的管理和设4)便于维修。STS装有互锁的维修旁路开计工作中国煤化工CNMHG