中海殼牌石油化工有限公司機(jī)房不僅需要可靠的電源供應(yīng)，也存在制冷問題。APC提出的包括 UPS、精密空調(diào)機(jī)、服務(wù)器機(jī)柜的一體化方案，既提高了整個(gè)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的可用性，還降低了TCO。  

中海殼牌石油化工有限公司（中海殼牌）正在廣東省惠州大亞灣建造一總投資額達(dá)43億美元的聯(lián)合化工廠。中海殼牌石油化工有限公司（簡稱CSPC）新建機(jī)房面積約130平方米，設(shè)備總負(fù)載量、熱負(fù)荷及占用機(jī)柜空間的總數(shù)量統(tǒng)計(jì)如表1所示。考慮到大部分設(shè)備都是雙電源設(shè)備，因此配置系統(tǒng)的時(shí)候要考慮到為每個(gè)機(jī)柜提供雙路供電。同時(shí)，考慮到每年機(jī)房內(nèi)設(shè)備增長15%，UPS的配置還需要充分考慮可擴(kuò)展性，并且要求在不影響負(fù)載的情況下方便地實(shí)現(xiàn)功率的擴(kuò)展。

表1

方案設(shè)計(jì)

1．功率容量的選擇

基于可用性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性方面的考慮，推薦使用APC Symmetra PX系列的UPS作為機(jī)房內(nèi)的不間斷電源保護(hù)設(shè)備。 

考慮到UPS不能在滿負(fù)載條件下工作，一般要考慮25%的冗余量，因此2005年UPS主機(jī)的功率應(yīng)該設(shè)計(jì)在60KW，我們有兩種選擇可以滿足最近期的需求。

（1）用一臺Symmetra PX 60KW N+1主機(jī)（最大可擴(kuò)展到80KW N+1），為IT設(shè)備機(jī)柜提供一路供電，另外一路供電由市電提供。

（2）用兩臺Symmetra PX 30KW N+1主機(jī)（每臺最大可擴(kuò)展到80KW N+1），將IT設(shè)備機(jī)柜分為兩個(gè)區(qū)域（兩列機(jī)柜），每臺UPS為每個(gè)區(qū)域提供一路交流電，另外一路供電由市電提供，總共能提供60KW的功率。

對比上列兩種方案，顯而易見，第一個(gè)方案只能滿足到2007年時(shí)的總功率需求，而第二個(gè)方案能夠滿足到2010年以后的總功率需求。因此選擇第二個(gè)方案，在滿足近期的總功率需求的前提下，通過按需配置功率模塊的數(shù)量，最終能夠?qū)PS系統(tǒng)的總功率容量提高到160KW，完全能滿足機(jī)房的總功率需求不斷增長的要求。 

2.精密空調(diào)制冷容量的計(jì)算

根據(jù)上述計(jì)算，選用APC NetworkAir FM40A精密空調(diào)機(jī)，總制冷量能達(dá)到51.7KW，能夠滿足2005年機(jī)房內(nèi)設(shè)備的總制冷需求?？紤]冗余備份，本方案中配置2臺FM40A精密空調(diào)機(jī)。另外，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算出IT總功率為46.978kW時(shí)所需要的機(jī)柜數(shù)量為46.978kW/3kW即16個(gè)機(jī)柜。本方案中采用的機(jī)柜是APC NetShelter VX系列AR2100BLK專業(yè)IT機(jī)柜。

3.配套附件

電池模塊數(shù)量 按照延時(shí)半個(gè)小時(shí)計(jì)算，每臺Symmetra PX 30kW N+1 UPS需要額外增加5個(gè)SYBT4電池模塊。

布線機(jī)柜 每列機(jī)柜配置一個(gè)AR2314BLK布線機(jī)柜，一共2個(gè)。

溫濕度監(jiān)控單元EMU 每3個(gè)機(jī)柜配備一個(gè)AP9319溫濕度監(jiān)控單元，一共6個(gè)，每個(gè)備有溫濕度探頭AP9512THBLK 1個(gè)，共6個(gè)。

機(jī)架式配電單元 每個(gè)機(jī)柜（包括布線機(jī)柜）中配置AP7851機(jī)架式配電單元2個(gè)，共36個(gè)。

斷路保護(hù)器 每個(gè)機(jī)架式配電單元AP7851連接精密配電柜中的一個(gè)16A單相斷路保護(hù)器。

盲板數(shù)量 盲板是保證高散熱效率的重要一環(huán)，設(shè)備總占機(jī)柜空間330U，每個(gè)機(jī)柜42U，16個(gè)機(jī)柜總共672U，需要安裝盲板的空間是342U。

其他布線及機(jī)柜配件 包括配電柜到每個(gè)機(jī)柜內(nèi)機(jī)架式配電單元之間的線纜、連接頭等。

系統(tǒng)實(shí)施

工程實(shí)施完全依照方案設(shè)計(jì)，市電電源的輸入來自兩路變壓器，經(jīng)變電房自動(dòng)切換柜ATS送入機(jī)房，分別供給動(dòng)力設(shè)備和兩套UPS電源供配電系統(tǒng)以及精密空調(diào)系統(tǒng)。機(jī)房精密負(fù)載均由UPS配電單元和市電配電單元進(jìn)行雙路供電，直接實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器機(jī)柜的雙電源冗余供電。

由于采用了APC NetShelter VX專業(yè)服務(wù)器機(jī)柜，其特有的頂部布線槽替代了傳統(tǒng)機(jī)房內(nèi)的大部分頂部走線架，節(jié)省了系統(tǒng)實(shí)施中的安裝成本，加快了施工進(jìn)度。實(shí)際安裝完畢后現(xiàn)場機(jī)房環(huán)境整潔，而且維護(hù)非常方便。

在機(jī)房制冷方面，機(jī)房內(nèi)的兩列服務(wù)器機(jī)柜采用了背靠背的擺放方式，高架地板的冷風(fēng)出口設(shè)在服務(wù)器機(jī)柜的正前方，兩列服務(wù)器機(jī)柜后部的高架地板全部密閉，不設(shè)冷風(fēng)出口。這樣減少了機(jī)房內(nèi)的冷氣流以及服務(wù)器排放出的熱氣流在機(jī)柜外的混合，提高了機(jī)房整體的制冷效率。

特點(diǎn)分析

1. InfraStruXure的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)對目前增長的功率密度，并且能夠滿足未來不可預(yù)見的需求。

2. 降低了傳統(tǒng)系統(tǒng)升級的風(fēng)險(xiǎn)，減少了UPS和關(guān)鍵負(fù)載之間的故障點(diǎn)。本方案通過減少UPS和關(guān)鍵負(fù)載之間的故障點(diǎn)，提高了電力系統(tǒng)的可用性。

3. 減少了分支電路和斷路器、降低了平均恢復(fù)時(shí)間（MTTR）。利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計(jì)，可以為潛在的故障進(jìn)行分區(qū)。

4. 減少了因人為操作失誤引起故障的可能性。InfraStruXure的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過預(yù)期故障分析和容錯(cuò)模塊化部件，大大減少了發(fā)生人為錯(cuò)誤的可能性。

5. 具有高可靠的安全性和冗余備份功能，可用性大于99.999%。其主機(jī)的功率模塊有N+1的備份，如果工作模塊有故障，UPS可自動(dòng)把冗余備份模塊切換到正常工作狀態(tài)，從而在線熱更換故障模塊。

6．低諧波干擾。APC InfraStruXure B類供電系統(tǒng)本身均具有了電流諧波的控制能力，UPS輸入環(huán)節(jié)是一個(gè)采用IGBT功率器件實(shí)現(xiàn)的有源功率因數(shù)校正電路，相當(dāng)于市電電網(wǎng)與負(fù)載之間的一個(gè)諧波隔離器，當(dāng)負(fù)載有無功電流和高次諧波成份時(shí)，它可以全部補(bǔ)償?shù)?，使輸入電流保持良好的正弦波，并與輸入電壓同相，輸入功率因數(shù)為1(0.99)，諧波成份<3%。

優(yōu)點(diǎn)

APC對中海殼牌機(jī)房需求，包括機(jī)柜、UPS、空調(diào)容量、設(shè)置和配套設(shè)備等所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)做了詳盡的分析。在方案中對InfraStruXure的具體技術(shù)特點(diǎn)還進(jìn)行了說明，介紹了系統(tǒng)實(shí)施，針對高可用性，突出了集成一體化應(yīng)用。

對用戶負(fù)載性質(zhì)和容量有詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)和分析，設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，從NCPI理念的角度提出了對機(jī)房供電、空調(diào)、機(jī)架、管理等全面的集成化解決方案，發(fā)揮了集成化解決方案的優(yōu)勢，模塊化程度高，有熱插拔功能、管理功能強(qiáng)、對電網(wǎng)無污染等多項(xiàng)特點(diǎn)各項(xiàng)指標(biāo)都很高，特別是輸入功率因數(shù)達(dá)0.99，輸入諧波成分小于5%，對電網(wǎng)無污染，有獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念，可靠性、可用性、可管理性、可維護(hù)性都較高，可擴(kuò)充功能強(qiáng)，減少了UPS和負(fù)載之間的故障點(diǎn)，模塊化大大減少了故障恢復(fù)時(shí)間，可有效地減少人為錯(cuò)誤。

提供的機(jī)架式UPS作為一體化機(jī)房系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，有如下優(yōu)點(diǎn):

1.減少了UPS和關(guān)鍵負(fù)載之間的故障點(diǎn);

2.以機(jī)柜為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)加速了安裝過程;

3.機(jī)柜的擴(kuò)展性能適應(yīng)功率密度的變化;

4.可熱拔插模塊降低了平均恢復(fù)時(shí)間;

5.獨(dú)立機(jī)柜確保與大多數(shù)廠商產(chǎn)品兼容;

6.以機(jī)柜為基礎(chǔ)的模塊化設(shè)計(jì)更便于系統(tǒng)遷移，設(shè)計(jì)上有獨(dú)到之處。

不足

由于特別強(qiáng)調(diào)集成一體化應(yīng)用，忽略了對APC的UPS產(chǎn)品本身進(jìn)行介紹，對用戶關(guān)心的成本沒有做相應(yīng)分析，沒有介紹自身的服務(wù)能力。另外，機(jī)架式UPS也有如下局限性:

1． 與主機(jī)房比，一般UPS附屬機(jī)房的建筑造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用都要低很多，機(jī)架式UPS擠占了主機(jī)房的空間;

2． UPS的重量載荷、噪音、散熱、意外情況下電池氣體外散可能會進(jìn)入主機(jī)房，波及主機(jī);

3． 受體積限制，機(jī)架式UPS大都采用高頻機(jī)設(shè)計(jì)，省去了輸出隔離變壓器，如負(fù)載設(shè)備有此需要，則不能滿足;

4． 機(jī)架式UPS采用并機(jī)運(yùn)行方式，并機(jī)越多，效率越低，并機(jī)最大數(shù)一般不能超過9臺。如單體機(jī)架UPS的功率為10K，那么最大并機(jī)功率也不能超過90K。大型機(jī)房要300～400KVA UPS多機(jī)并行的需求，機(jī)架式UPS現(xiàn)在還不能滿足。 <