摘要:一直以来,数据中心机房中特别重要负载的供电都用交流UPS系统,但实际上,机房内的用户设备都是数字设备,数字设备的电子线路需要低压直流供电,如:DC12V、DC15V和DC5V等。数据中心机房供电中用直流UPS系统是必然趋势,但在项目方案设计中不是简单的事情。机房供电采用直流UPS系统的前提是要有比交流UPS更高的效率及确定合适的直流电压!以下通过实例来说明。 |
DC-UPS输出300V以上,结论也是一样的。如果机柜内负载要求直流供电,以下是不间断电源至机柜的几种直流供电方式的比较。
①交流UPS+整流模块方式,就是用交流UPS实现不间断供电并以交流高压传输至机柜,在机柜内用低压直流电源向负载供电,见图6。
这种方式的问题是功能重叠且开关电源模块容量有限,很难满足机柜整体用电量的需求,柜内可能有几个开关电源,太零散,不便管理,且开关电源的可靠性相对较差。如果一个柜用一个大容量的直流电源模块,就要占用柜内空间,柜子多了,依然存在电源管理复杂的问题。所以这种方式不可取。
②集中直流电源(48V)方式
图7方式的问题是直流低压输电线截面积太大, 不便于施工而且耗材。20kW×10=200kW,200kW/48V=4167A,按电流密度2A/mm2,则所需一根导线的截面积是2084mm2;
一米长导线的体积是20.84×100=2084cm3,其重量是2084×8.9=18.55kg,按现时的铜价(65元/kg)计,则一米长正负极导线的价格是18.55×65×2=1205.75×2(元)。
③集中直流电源(110V)方式
图8 方式虽然比4 8 V 方式输电线截面积小了不少,但依然很大,不便施工且耗材;20kW×10=200kW,200kW/110V=1818A;按电流密度2A/mm2,则需一根导线截面积为909mm2;一米长导线的体积是9.09×100=909cm3,其重量是909×8.9=8.09kg,按现时的铜价(65元/kg)计,则一米长正负极导线的价格是8.09×65×2=525.86×2(元)。
④分布直流电源方式
图9方式保留了交流高压传输的优势,每列机柜内再以低压48V或110V直流传输供电。这样,20kW×10=200kW,直流电源输入端的有功功率和视在功率分别是200/0.93=215.05kW、
215.05 / 0.98 = 219.44 kVA。折成电流是219.44kVA/380/1.732=333.42A;按电流密度2A/mm2,则需导线截面积为166.71mm2;如果选用ZRYJV 4×185+1×95电缆,则569元/m。
可见,分布直流电源方式比集中直流电源方式节材、省钱;这样,对于中大型机房的直流UPS系统供电,选择此供电方式较好。