某大型数据中心离心式冷水机组 控制板UPS电源改造项目案例分享

租用服务器Q78664972 2个月前 (11-26) 数据中心 44 0
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摘  要  离心式冷水机组作为大部分数据中心的核心设备,其是否稳定、安全运行决定着数据中心制冷系统的安全运行。本文分析了某大型数据中心离心式冷水机组控制板UPS电源改造创新案例,分析了改造项目过程中可能出现的各种风险并提出解决方案,以较低的成本缩短了应急时间,提高了制冷系统的安全、稳定性。



关键词  离心式冷水机组 案例分享 电源改造 风险解决


一、前言

随着数据中心建设规模日益增大,能效高、节能效果明显的离心式冷水机组越来越受到青睐。而对于业务量巨大的数据中心而言,仅仅几分钟的供冷中断就会造成数据机房内温度迅速升高、热量大量的堆积,直接导致服务器性能降低甚至宕机。为应对短时断电或电源切换造成冷机停机、制冷中断的极端情况,数据中心通常要求冷水机组能在尽可能短的时间内实现重启及加载。


1、项目简介

某大型数据中心DC1、DC2楼A站冷冻站配置开利离心式冷水机组,机组为市电供电模式,项目将冷机控制电源由市电供电模式更改为UPS供电模式,节约了市电断电、来电后冷机的启动时间,提高了设备稳定性。


2、项目说明

市电停电,冷水机组暂时停止运行,直到柴油发电机组稳定输出或市电来电后,冷水机组再次启动。供电恢复后,冷水机组控制箱内的控制板需要重新启动并开机自检,开机及自检时间约为2min。


如将控制板改造为UPS供电模式,市电停电及来电将不会影响冷水机组控制板的运行,节约启动及自检时间,提高了制冷系统运行的安全及稳定性。


3、项目范围

项目范围涉及某大型数据中心共计5台离心式冷水机组。


某大型数据中心离心式冷水机组 控制板UPS电源改造项目案例分享-第1张图片-新之洲IDC资讯


4、项目风险及应对措施


4.1单台冷水机组UPS供电电源故障

风险项:UPS供电电源如出现自动转换类故障,即市电停电后,电池不能及时供电,会造成冷水机组停机。


应对措施:保留冷水机组控制箱市电供电电源线,如出现UPS供电电源故障,可应急切换至市电供电电源,保证冷水机组运行。为节约电源的切换时间,可为电源线安装快拆、快插接头。


4.2多台冷水机组UPS供电电源故障

风险项:如5台冷水机组的控制板上级电源为同一路UPS供电电源,一旦此路UPS供电电源发生故障,5台冷水机组将同时收到影响。


应对措施:从安全角度出发,每台冷水机组单独配置UPS电源的安全性最高,但结合廊坊市分公司市电供电质量及改造成本综合考虑,最终决定为5台冷水机组配置2路UPS供电电源,即A路带载2台冷水机组的控制板,为单台独立UPS供电模式,B路带载3台冷水机组的控制板,为生产UPS供电模式。


综上,1路UPS供电电源故障,影响冷水机组范围将大大下降,提高了水系统运行的安全及冗余性。


4.3市电电源、UPS电源与油机电源冲突

风险项:经测试,冷水机组控制板所需电源为交流24V电源,其他部件(压缩机、油泵等)为交流380V、交流220V电源,本项目仅将控制板所需直流24V市电电源改造为UPS供电电源。市电电源、UPS电源与油机电源名义输出参数相同,但电源质量仍存在一定差别,不同电源种类可能会造成冷水机组运行不稳甚至故障。


应对措施:冷水机组控制板选用UPS电源,其他部件选用市电电源、油机电源,二者搭配交叉使用,观察冷机运行情况。


5、项目实施

5.1参数检测

UPS电源容量、电源线规格需根据冷水机组控制板功率决定,经专业主管现场实地测量,得出单台冷机控制板功率参数:


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由上述检测参数可知,单台开利冷水机组控制板所需电源功率较小,处于安全考虑,单台开利冷水机组控制板所需UPS电源功率定为100W。


5.2路由确定

如图1所示,冷冻站内东侧1#配电箱上级接电来自2层电力室UPS,且配电柜内留有备用空开,经测量,空开带载能力满足200W,故决定将1-2#冷水机组控制板接至1#配电箱。


3-5#冷水机组临近冷冻站站变频间,变频间内交流低压成套开关设备(Blokest配电柜)本身具备ATS功能,且留有备用空开,经测量,空开带载能力满足600W,故决定将3-5#冷水机组控制板接至冷冻站变频间Blokest配电柜备用空开。

 

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1.冷机控制板接线路由图

 

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图2.冷机控制板接线示意图

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3.冷机控制板快接方法示意图

 

5.3物料采购

接线路由确定后,经过现场实际测量,最终确定物料采购清单如下:

 

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5.4综合布线

5.4.1 独立UPS电源接线

如图,独立UPS电源接至冷冻站变频间Blokest的备用空开。

 

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4.独立UPS电源接线

 

5.4.2独立UPS电源接线至冷水机组

如图,独立UPS电源线通过新增线槽引至3-5#冷水机组控制箱上方,为后期便于调整,冷水机组控制箱上方电源线穿加铠的波纹管。

 

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5.冷水机组控制箱接线

 

5.4.3生产UPS电源接线至冷水机组

如图,位于冷冻站的生产UPS电源配电箱,由备用空开引出接线至冷水机组,新增线槽引至1-2#冷水机组控制箱上方,为后期便于调整,冷水机组控制箱上方电源线穿加铠的波纹管。

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6.冷水机组控制箱接线

 

5.4.4冷水机组控制箱接线

如图,水冷机组控制板主用UPS电源,如UPS电源故障,为缩短应急处理时间,为UPS电源线、市电电源线及控制板电源线添加线束子母接头。


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7.冷水机组控制箱内部接线

 

5.5开机测试

如表4所示,冷水机组控制板选用UPS电源,其他部件选用市电电源、油机电源,二者搭配交叉使用,观察冷水机组在不同工况下是否存在告警,是否运行稳定。

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由测试结果可知,控制面板供电模式为UPS电源模式,其他部件采用市电电源及有机电源模式,冷水机组运行不受影响,稳定运行。


6、结论

本项目项目解决了开利离心式冷水机组控制板无UPS电源的系统缺陷,缩短了约2min的冷水机组控制板重启及自检时间,降低了制冷系统制冷中断的风险,为市电停电期间的应急供冷争取了宝贵时间,提高了制冷系统运行的稳定与安全性。

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