5G應(yīng)用、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、巨大算力……，這些都在促使數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大、重要性越來越高。作為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的核心，電力保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、可維護(hù)性直接影響數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營安全。完善的供配電系統(tǒng)非常重要，不合理的系統(tǒng)架構(gòu)，不完善的設(shè)計(jì)或配置，都會(huì)給數(shù)據(jù)中心帶來巨大的安全隱患。

    作為關(guān)鍵電源系統(tǒng)最基本的組成部分，維修旁路裝置的配置與合理設(shè)計(jì)也是數(shù)據(jù)中心供電安全的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)且合理地設(shè)計(jì)維修旁路系統(tǒng)尤為關(guān)鍵。本文將以UPS外置維修旁路開關(guān)的多種應(yīng)用方案來探討數(shù)據(jù)中心的供電安全。

外置維修旁路設(shè)置的必要性

    在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用場景中，為了保證系統(tǒng)的可用性及必要的電氣隔離，除了在UPS主機(jī)外部配置輸入、輸出等開關(guān)，還應(yīng)配置外置維修旁路開關(guān)。當(dāng)UPS主機(jī)因?yàn)樽陨砉收系仍蛐枰S修或移機(jī)更換時(shí)，或者對于數(shù)據(jù)中心最通常的多臺UPS并機(jī)應(yīng)用，僅僅依靠UPS內(nèi)部自帶的手動(dòng)維修旁路開關(guān)不僅無法實(shí)現(xiàn)UPS系統(tǒng)的安全維護(hù)、維修、換機(jī)等操作，還可能會(huì)帶來誤操作宕機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，例如北京某云數(shù)據(jù)中心就是因?yàn)闆]有配置外部維修旁路，在年度例行維護(hù)時(shí)，導(dǎo)致嚴(yán)重的宕機(jī)事故，所以采用外置維修旁路開關(guān)是必然的正確選擇。外置維修旁路開關(guān)在維護(hù)維修時(shí)可實(shí)現(xiàn)IT負(fù)載與UPS主機(jī)的完全電氣隔離，在移機(jī)更換時(shí)可不中斷負(fù)載的供電，維護(hù)或更換過程中可避免長時(shí)間的負(fù)載斷電或單N運(yùn)行。外置維修旁路開關(guān)是UPS供配電系統(tǒng)最后的安全屏障，其配置的完善性和操作的準(zhǔn)確性直接關(guān)乎負(fù)載的供電安全。不僅僅是數(shù)據(jù)中心，所有關(guān)鍵的應(yīng)用場景均需要配置完善的UPS外置維修旁路。

外置維修旁路安全設(shè)計(jì)

方案一：維修旁路開關(guān)掛鎖方案

    在關(guān)鍵的應(yīng)用場景中，多數(shù)情況下UPS外部配電柜中的維修旁路開關(guān)都會(huì)掛鎖，鎖具是為防止人為誤操作而設(shè)置。當(dāng)UPS需要維護(hù)、維修或更換等重大需求出現(xiàn)時(shí)，授權(quán)人員通過既定的操作步驟，將UPS切換到靜態(tài)旁路后方可通過專用鑰匙將外置維修旁路開關(guān)合閘，以實(shí)現(xiàn)維護(hù)過程中的負(fù)載持續(xù)供電。操作過程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都可能導(dǎo)致重大的供電中斷事故。例如：在調(diào)試過程中的UPS逆變狀態(tài)下誤合了輸出開關(guān)，因逆變和市電的同時(shí)存在將可能出現(xiàn)“炸機(jī)”等極端情況；再例如：恢復(fù)過程中UPS雖轉(zhuǎn)了靜態(tài)旁路但并未閉合輸出開關(guān)，此時(shí)斷開外置維修旁路開關(guān)則負(fù)載掉電。

    外置維修旁路開關(guān)掛鎖方式易于實(shí)現(xiàn)且操作可控，但繁雜的操作過程對運(yùn)維人員自身的要求極高，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤均可能導(dǎo)致事故發(fā)生。

方案二：外置維修旁路開關(guān)與UPS電氣聯(lián)鎖方案

    外置維修旁路開關(guān)掛鎖能實(shí)現(xiàn)簡單的機(jī)械鎖定，可以在一定程度上避免誤操作。在機(jī)械掛鎖的基礎(chǔ)上，通過外置維修旁路開關(guān)和UPS間簡單的電氣聯(lián)鎖可提高防誤能力，如圖1所示：

圖1  UPS外置維修旁路電氣聯(lián)鎖方案示意圖

    該方案具備一定的防誤操作能力，且易于實(shí)現(xiàn)，但最大的問題是：外置維修旁路開關(guān)合閘后其輔助觸點(diǎn)閉合，將持續(xù)給UPS提供強(qiáng)制鎖定旁路的信號；此時(shí)若調(diào)試需要轉(zhuǎn)逆變，因旁路被持續(xù)鎖定而無法切換到逆變狀態(tài)，只能人為解除外置維修旁路開關(guān)的輔助觸點(diǎn)。同時(shí)，上述方案也無法及時(shí)提供因開關(guān)誤操作可能導(dǎo)致負(fù)載供電中斷的預(yù)警提醒，如斷開外置維修旁路開關(guān)時(shí)UPS輸出開關(guān)并沒有提前合閘。

推薦！新型雙磁力電磁鎖盤互鎖方案

    為了進(jìn)一步提高維修旁路開關(guān)的操作安全性，伊頓公司提出了新型雙磁力電磁鎖盤互鎖方案。

    雙磁力電磁鎖盤是一套與UPS聯(lián)動(dòng)的電磁鎖裝置，由相應(yīng)的磁力鎖、按鈕、指示燈、蜂鳴器等組成，指示燈和蜂鳴器的聲光提示配合按鍵、鑰匙等的操作，可實(shí)現(xiàn)UPS與外置維修旁路開關(guān)間的機(jī)械和電氣聯(lián)鎖。

    UPS輸出開關(guān)（BK1）和外置維修旁路開關(guān)（BK2）均設(shè)置鎖具，且分別對應(yīng)鎖盤上的一套電磁鎖，每臺開關(guān)只有一把對應(yīng)鑰匙。當(dāng)鑰匙在電磁鎖盤上時(shí)配套開關(guān)因無鑰匙而無法合閘。當(dāng)鑰匙未解鎖時(shí)無法從鎖盤取下。

    雙磁力電磁鎖盤互鎖方案可以確保逆變模式下UPS輸出開關(guān)和維修旁路開關(guān)不能同時(shí)合閘；電磁鎖的設(shè)置使得操作受控；聲光提示可以讓運(yùn)維人員時(shí)刻知曉UPS狀態(tài)以及所需操作；維護(hù)過程中UPS可自由轉(zhuǎn)逆變狀態(tài)以滿足調(diào)試的需要。新型雙磁力鎖盤互鎖方案從操作邏輯到機(jī)械鎖的冗余設(shè)計(jì)，運(yùn)維人員按照固定的操作流程執(zhí)行，可有效避免人為誤操作，提高UPS系統(tǒng)可靠性和可用性，為數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)互鎖問題提供了新的解決方案。

    伊頓的雙磁力電磁鎖盤互鎖方案顧及到了運(yùn)行維護(hù)中的各種供電安全需求，通過電氣互鎖和聲光提醒讓維護(hù)人員易于判斷、易于操作，體現(xiàn)出了完善的防誤操作能力。

    伊頓在市場上廣受好評的93E、9395、93PR等各種機(jī)型均適用于該種方案。目前該方案已在國內(nèi)大型IDC項(xiàng)目中得以應(yīng)用，效果良好。

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