核心机房交流供电模式的创新改造与应用

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1、核心机房UPS双电源供电模式的创新改造和应用网管中心何清摘要：在通信领域中，UPS设备容量越来越大，后端负载对供电要求越来越高，为了保证设备的供电可靠性，电源系统备份问题日益显得重要。本文从UPS冗余性能分析出发，在分析现网UPS特性的基础上，提出在不增加UPS设备情况下采用两套独立UPS系统方法实现后端机柜内部的供电分离，通过仿真和现场运行测试表明，双系统UPS用于解决后端高可靠供电需求问题的方案是可行的、关键词UPS1+1系统单节点双路由一、改造背景机房UPS是通信电源系统的重要组成部分，承担着给数据、短信、智能网、网管

2、、计费等重要交流负荷提供不间断供电的职能。随着通信需求不断上升、网络规模不断增加、通信容量不断扩大，网络设备不仅对UPS的容量和可靠性要求日益提高，而且要求维护工作从只关心UPS、网络设备的可用性扩展到对整个系统的关注，要求整个系统有高可靠性供电保障。提高系统可靠性的途径有两条：一是提高设备的可靠性，即延长平均无故障时间MTBF，但是这样做要受到设备设计和制造的限制，效果不太显著，并且提高了造价；另一条是缩短平均修复时间MTTR，这一条容易做到，如使用通过两套UPS电源两条独立路由同时为负荷供电，当其中一套出现故障时，另一套

3、可继续供电。待这一套故障修复后再接入，故从供电未曾中断的角度看，MTTR=0。所以，系统冗余是实现高可靠性的必要条件。在此条件下,有时会产生这样一种误解:只要选用UPS电源/N+1型UPS冗余供电就能确保不会发生网络瘫痪/数据丢失的事故.然而,事实并非完全如此。因为大量网络设备对交流不中断要求越来越高（如：服务器要求中断时间小于5ms），如果由于UPS供电系统的设备选型不当（旁路/逆变不同步切换时间大于10ms）、13设计方案和施工考虑欠妥(系统供电存在单节点)，仍会留下种种网络瘫痪故障隐患。由于UPS采用双机并联运行目的是

4、为了提高系统可靠性，而不是用于供电系统的扩容，所以这种并联方式必须保证供电系统具有50％的冗余度，当其中一台发生故障时，另一台可承担全部负荷。利用现网UPS这一特性，只要在“单路交流供电改双路供电”时保证单台UPS负荷不超过100％，用较少投资就可解决现网关键网络设备单路供电隐患。为了规范“单路交流供电改双路供电工作”，节约成本，满足维护工作最实际的需求，也是建设部门采购设备、工程施工最实际需求，特推出本方案，重点针对现网关键网络设备交流供电隐患解决方案提出解决方案。一、现状及需解决的问题目前中等规模专业机房配置的UPS已从

5、几年前的几十千伏安上升到了上百千伏安，而且为了保证多个交流用电设备的安全，分散因可能停电带来设备宕机的危害，在UPS配置上也已经采用N+1冗余系统分别对不同的负荷供电。目前现网现状及存在问题如下：1、UPS设备供电可靠性无法满足网络要求虽然目前采用的双机、多机UPS并机系统供电可靠率已经很高，但由于设备本身设计、制造工艺、使用维修及市电干扰等原因还是会不断造成供电中断，产生设备严重故障。2、原系统存在单节点引入的隐患1）.ＵＰＳ一次及其配电电路在构成供电系统时常常被忽视，使得同样数量ＵＰＳ组成的冗余系统，大大降低了供电可靠性

6、，不但冗余备份起不到作用，而且造成供电系统扩容及故障时维护困难，如：从低压室交流屏输出到UPS设备输入屏的交流引入、ＵＰＳ主机与旁路（静态旁路与维修旁路）为单开关接入；131）.早期工程建设中过高估计UPS系统供电可靠程度，现网中的大部分UPS系统未按照双路UPS系统供电设计，即使有的机房大楼已安装了两套或两套以上的UPS系统，但是UPS系统的容量、型号、使用年限差异较大，不管所负担的负载要求单路供电还是双路供电的，均使用一套UPS为网络设备供电，双路供电其实是从一套UPS电源上引入；2）.当这套UPS电源供电中断时，网络全

7、部瘫痪，即使UPS系统恢复供电时间非常短（如10ms），由于需排除服务器硬件故障、需加载数据等，故障恢复时间将很长。2、网络设备已具备使用双路UPS电源供电的能力1）.网络中使用交流供电的关键设备大部分已具备双电源模块或多电源模块供电能力，可输入双路甚至多路交流电源，如汇聚层以上服务器、高端路由器、高端交换机等；2）.有些外围设备虽然只有单电源输入，但在设备上也有双机备份，如小型路由器和交换机等；一、改造方案1、改造目的1）.消除供电设备备份瓶颈；2）.消除供电路由瓶颈；3）.优化原有UPS系统，为今后业务发展作好准备；4）

8、.有力地保障网络安全运行，提高现网运行质量；2、改造范围关键网络设备包括：汇聚层以上服务器、高端路由器、高端交换机等，均要求进行供电双路由或互为主备份改造：131）.对UPS输入改造，对主回路和旁路回路进行分离，采用不同的空气开关输入，确保输入的稳定性，避免输入开关跳闸等造成设备供电中断。