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台达UPS在海口人民医院UPS的应用

发布时间:2020-06-30 18:59:35 阅读: 来源:水分计厂家

一、客户需求

海口市人民医院UPS建设主要是为是为了保障机房内弱电系统的核心设备的长期、稳定不间断运行的需要而设立的,一来通过UPS电源系统来对电网的电压信号进行稳定,以提供给核心设备更为稳定的工作电压,同时在停电时,发电机启动之前的这些时间内,弱电机房的核心设备是不能停止运行的,需要UPS给予及时的供电,以保障核心设备的不间断工作需要 。由于负载的重要性,客户规划时,要求采用1+1冗余并联的方式为负载提供高可靠的供电系统。

二、基于HIFT UPS的1+1冗余系统方案

2.1用户需求分析

海南省人民医院构建数据机房,配置UPS系统,实际负载约25KW,详细如下表:

“通信行业标准YD/T1095-2000 通信用不间断电源——UPS”标准中,表1第17项提出“输出功率因素”项目,技术要求输出功率因素≤0.8。

同时考虑UPS应保证有20%~ 30%的预留量。由此可计算UPS的总容量为:

UPS容量(KVA)= 23.36KW/0.8/0.8=36.5KVA。故推荐选用的UPS容量为40KVA.

由于IT应用比较重要,平时系统需要连续不间断的运行,但可以有计划的停电维护,但需要提前通知,在业务运行期间,绝对不可以停电,因此系统需采用冗余供电的方式。后备时间4个小时。整个系统要求极高的可靠性和可用性。

基于以上分析,我们推荐客户选用HIFT UPS,台达HIFT UPS具有以下4大优势:

一、MTTR近于0,模块化热插拔在线维修,大大缩短维修时间

二、N+X冗余,提供系统最高的可靠性。

三、随需扩容,提供最灵活的、最经济的投资、配置策略

四、高效节能,提供最低的运行成本

通常带载越少,UPS效率越差。而HIFT(海福)UPS,即使带载只有额定容量的15%,整机效率亦超过90%;当带载达到27%时,效率就已高达94%。效率在百分比上的每一小步提升,能耗支出的节省都是一大步。

2.2方案及方案分析:

2.2.1HIFT UPS的冗余配置方案

现在的实际负载为25KW,由于HIFT UPS随需扩容的性能优势,可以按照现在的实际负载先进行配置,所以,负载容量按照25KW进行配置。

25KW/(0.8*0.8)≈40KVA,根据客户的需求,需要冗余并联方案。

2.2.2方案

2台HIFT 40KVA系统并联 总容量80KVA

并机系统如如下:

配置清单如下:

2台40KVA系统并联,每台UPS 2个模块,共4个模块,总容量80KVA。系统正常运行时,每一个模块均分负载,现负载量为25KW,4个模块均分负载,每个模块6.4KW均流运行。

当市电正常的时候,如果其中任意一台模块出现故障,在系统控制程序命令下自动退出系统,其余模块将自动平均分担该故障模块所带的负载。

由于实际负载容量是25KVA,实际功率容量只占2台功率模块,而冗余2台功率模块,是2+2的系统。也就是说只有在3个模块同时故障的时候,UPS才会转旁路工作,才会在无保护的状态下运行。

在系统正常运行的情况下,市电发生故障(掉电或电压超限)时,两台UPS同时转到电池逆变运行,在此期间,如果其中一台模块发生故障,该故障模块脱出系统,其余模块均分该故障模块负载后,继续正常电池逆变运行。

随着客户负载的增长,可随时在线添加功率模块,(每个模块20KVA),最大可扩容到240KVA,已经远远超过客户对今后的扩容要求。

2.2.3普通UPS 1+1冗余并机系统与HIFT UPS方案配置比较

2.2.3.1可靠性比较

在本案例中,普通UPS 1+1并联冗余系统的可靠性计算公式如下:

公式中:

R:表示系统可靠性

F(t):故障概率

如果单机可靠性为R(t)=0.99,代入公式得出1+1并联系统的可靠度为:R (1+1)=0.9999

HIFT UPS在方案1中,也采用主机40KVA 系统并联冗余,但由于其模块化结构设计,可组成N+X并联系统,也就是在系统冗余的情况下在冗余,组成2+2系统,依据系统的可靠性模型,计算如下 :

其中m=2 ,n=2 计算得出 R(2+2)=0.999996

系统方案可靠度比较

通过以上对普通UPS 1+1并联与HIFT UPS N+X冗余方案可靠性分析和比较,可以得出以下的结论:

由单机1+1组成冗余供电系统,当单机可靠度为0.99时,并机系统可靠度可达到0.9999。

由HIFT UPS组成的1+1冗余系统中,当单个模块同样可靠度同样为0.99时,双系统并联组成的2+2系统的可靠度为0.9999999995,比1+1系统的可靠度高出20万倍。

另外,由单机1+1组成冗余供电系统,当单机可靠度为0.99时,并机系统可靠度达到0.9999,此值与负载量无关,也就是说,不管系统实际负载量是多少,系统永远是1+1冗余,不允许两台同时故障,可靠度永远是0.9999;

但是在HIFT UPS组成的N+X冗余供电系统,系统的实际负载量占设备容量的大小与系统的可靠度息息相关,实际负载量越低,系统可靠度越高。客户可以通过在线增加功率模块来提高系统可靠度。以保证系统安全运行。

2.2.3.2经济性比较

(1)设备购置成本

未来的扩容来讲,由于普通UPS扩容非常困难,涉及到配电容量,线缆的容量,占地位置和面积,以及客户对于系统运行的可用性的要求等等相关问题的困扰,到实际负载增加时在扩容变成了几乎不可能的事情。所以,一般的情况下,客户在购置UPS的时候会考虑一次性将设备的容量买到未来预估的容量,以避免未来过载的危险。再加上配置主机是预留的25%的余量,和系统并联时两台UPS的均分各50%负载运行等相关因素,单台UPS实际运行时的负载容量仅为设备容量的18%。造成了初期购置成本的巨大浪费。

HIFT UPS方案在初期设备采购的总容量上都可以配置低于1+1冗余配置的UPS系统,原因在于HIFT UPS N+X系统可以随着客户的实际需求增长而增长,这种扩容可以是完全不用停机,并且实施起来快速简单方便。由于可以随需扩容,客户可以不用采用一次到位的配置,可以随着业务量的增长需求分阶段的加大设备的投资。

无论如何,HIFT UPS N+X的供电解决方案与传统1+1冗余配置方案相比,在初期设备采购时可以为客户节省大量的初期设备采购成本,可以为客户提供一个更经济的设备投资方式。

(2)设备的运行成本

在1+1冗余配置的供电方案中,采取了一次到位的投资方式,双机并联运行时,由于每台UPS负载容量仅为设备容量的18%左右,导致UPS整机效率大幅降低,仅为82%。系统长期低效率运行。以下为各类UPS统计负载量与效率关系的平均数据:

■50%负载下效率为89%

■40%负载下效率为88%

■30%负载下效率为86%

■20%负载下效率为82%

在1+1冗余并联的方案中,单台负载12.5KW,UPS容量为40KVA,单台负载量占比39%,其整机效率为88%,则该系统年耗电为:

[(12.5KW/0.88-12.5KW)*8760h]*2=26280KWH(度)

如果以工业用电每度1.5元计算,一年电费为39420元

在HIFT UPS方案中,单台负载为12.5KW,UPS容量为40KVA,单台负载量占比39%%,由于HIFT UPS在负载量达到27%时,整机效率就可以达到94%,所以,在方案中整机效率为94%,则该系统方案设备年耗电为:

[(12.5KW/0.94-12.5KW)*8760h]*2=13140KWH(度)

如果以工业用电每度1.5元计算,一年的电费为:19710元

运行成本比较:

2.2.3.3综合比较

三、总结

台达HIFT UPS随需扩容的灵活性,N+X冗余的可靠性,低负载时的高效率,模块热插拔技术带来的最快捷的维修时效,不但为能为海口市人民医院带来最高的可用性,方便的后期扩容性,同时还能为客户带来最低的运行成本。

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