数据中心UPS电池组在线改造实例

  随着科技的发展及技术的进步,数据中心内电子信息设备(IT设备)在持续进行更新,对风、火、水、电等数据中心基础设施的要求也在不断的变化,对已经运行的数据中心,在线改造正成为一个更为多见的场景。

本次改造所涉数据中心UPS供电为2N方式,分为A路、B路两个回路。A、B路均为4台600KVAUPS并机,每台UPS实际负载率为35%左右。每台UPS后备电池组为3组,每组配置42节12V电池,供电系统见图1所示。

1.电池组更换方案设计

  根据设备实际情况,原有电池组还在正常工作的生命周期内,为最大限度的进行利旧,同时避免新旧电池混用的问题,经过多次的方案讨论,我们确定了将原有电池集中进行安装,并另购新电池进行补充的更换方案。即原有单侧供电回路有4台UPS,每台UPS设有3组电池,合计有12组42节电池的电池组,更换后将原有12组电池重新分组,共分成3组,为3台UPS供电,即每台UPS有4组电池组供电。剩余的1台UPS另行采购4组新电池来匹配UPS后备时间要求。

更换方案见图2

根据原有电池的特性参数,电池重组后,每台UPS电池组的容量计算对比结果如下:　　　　

UPS满载电池容量效验:　　

直流功率=(UPS容量×输出功率因数)/(逆变器效率×每组单体数×并联组数);　       

更换后所需电池直流功率=(600×0.9×1000)/(0.95×252×4)=563.91瓦特

2.电池组更换策略

  在当前的UPS系统配置中,A路采用4台UPS并机运行的方式,现场每台UPS的实际负载率为35%左右。为确保供电稳定性,在这次的改造过程中,我们计划采取更为稳妥的电池更换策略——逐台更换。

具体来说,就是每次仅对一台UPS进行停机维护,更换其电池组,而其余三台UPS则继续并机运行,维持电力供应的连续性。这种策略的好处在于,它能够在最小程度上影响电力供应的稳定性,同时又能确保电池更换工作的顺利进行。

3.UPS负载率的效验

  根据逐台更换的更换策略,在单台UPS停机更换电池的过程中,其余三台UPS的负载率会有所上升,从原有的35%上升至46%左右。这样的负载率仍在UPS的正常工作范围之内,不会对运行的稳定性产生显著影响。

然而,我们也必须清醒地认识到,任何策略都不是万无一失的。在实际操作过程中,我们还需要考虑到各种可能出现的突发情况,并做相应的应急预案。例如,假设在更换电池的过程中,B路供电系统突然出现故障,这时A路就需要单侧承担满负荷的供电任务。虽然这种情况发生的概率极低,但我们仍然需要提前做好充分的准备。

在这种极端情况下,A路的三台UPS的负载率会由46%急剧上升至92%左右，虽然这是一个较高的负载率，对于UPS系统仍然能够保持持续稳定的工作，满足改造需求中供配电系统不间断运行的要求。　

  综上所述,我们制定的UPS电池更换策略是合理且可行的。它既能保证电力供应的稳定性,又能满足改造工作的需求。当然,在实际操作过程中,我们还需要严格按照操作规程进行,确保每一步操作都准确无误,以保障UPS系统的安全运行。

4.结构载荷计算效验

 经过准确的载荷计算和效验,确定楼面结构载荷可以满足电池增加的承重需求,电池更换结构条件可以执行。

 经过以上3条的效验,将原有电池组进行重组,集中在3台UPS进行安装,第4台UPS电池重新进行采购和安装的更换方案满足技术方面和IT设备的使用要求,可以执行更换。