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
摘 ?要??離心式冷水機組作為大部分數據中心的核心設備,其是否穩定、安全運行決定著數據中心制冷系統的安全運行。本文分析了某大型數據中心離心式冷水機組控制板UPS電源改造創新案例,分析了改造項目過程中可能出現的各種風險并提出解決方案,以較低的成本縮短了應急時間,提高了制冷系統的安全、穩定性。
關鍵詞 ?離心式冷水機組?案例分享?電源改造 風險解決
一、前言
隨著數據中心建設規模日益增大,能效高、節能效果明顯的離心式冷水機組越來越受到青睞。而對于業務量巨大的數據中心而言,僅僅幾分鐘的供冷中斷就會造成數據機房內溫度迅速升高、熱量大量的堆積,直接導致服務器性能降低甚至宕機。為應對短時斷電或電源切換造成冷機停機、制冷中斷的極端情況,數據中心通常要求冷水機組能在盡可能短的時間內實現重啟及加載。
1、項目簡介
某大型數據中心DC1、DC2樓A站冷凍站配置開利離心式冷水機組,機組為市電供電模式,項目將冷機控制電源由市電供電模式更改為UPS供電模式,節約了市電斷電、來電后冷機的啟動時間,提高了設備穩定性。
2、項目說明
市電停電,冷水機組暫時停止運行,直到柴油發電機組穩定輸出或市電來電后,冷水機組再次啟動。供電恢復后,冷水機組控制箱內的控制板需要重新啟動并開機自檢,開機及自檢時間約為2min。
如將控制板改造為UPS供電模式,市電停電及來電將不會影響冷水機組控制板的運行,節約啟動及自檢時間,提高了制冷系統運行的安全及穩定性。
3、項目范圍
項目范圍涉及某大型數據中心共計5臺離心式冷水機組。
4、項目風險及應對措施
4.1單臺冷水機組UPS供電電源故障
風險項:UPS供電電源如出現自動轉換類故障,即市電停電后,電池不能及時供電,會造成冷水機組停機。
應對措施:保留冷水機組控制箱市電供電電源線,如出現UPS供電電源故障,可應急切換至市電供電電源,保證冷水機組運行。為節約電源的切換時間,可為電源線安裝快拆、快插接頭。
4.2多臺冷水機組UPS供電電源故障
風險項:如5臺冷水機組的控制板上級電源為同一路UPS供電電源,一旦此路UPS供電電源發生故障,5臺冷水機組將同時收到影響。
應對措施:從安全角度出發,每臺冷水機組單獨配置UPS電源的安全性最高,但結合廊坊市分公司市電供電質量及改造成本綜合考慮,最終決定為5臺冷水機組配置2路UPS供電電源,即A路帶載2臺冷水機組的控制板,為單臺獨立UPS供電模式,B路帶載3臺冷水機組的控制板,為生產UPS供電模式。
綜上,1路UPS供電電源故障,影響冷水機組范圍將大大下降,提高了水系統運行的安全及冗余性。
4.3市電電源、UPS電源與油機電源沖突
風險項:經測試,冷水機組控制板所需電源為交流24V電源,其他部件(壓縮機、油泵等)為交流380V、交流220V電源,本項目僅將控制板所需直流24V市電電源改造為UPS供電電源。市電電源、UPS電源與油機電源名義輸出參數相同,但電源質量仍存在一定差別,不同電源種類可能會造成冷水機組運行不穩甚至故障。
應對措施:冷水機組控制板選用UPS電源,其他部件選用市電電源、油機電源,二者搭配交叉使用,觀察冷機運行情況。
5、項目實施
5.1參數檢測
UPS電源容量、電源線規格需根據冷水機組控制板功率決定,經專業主管現場實地測量,得出單臺冷機控制板功率參數:
由上述檢測參數可知,單臺開利冷水機組控制板所需電源功率較小,處于安全考慮,單臺開利冷水機組控制板所需UPS電源功率定為100W。
5.2路由確定
如圖1所示,冷凍站內東側1#配電箱上級接電來自2層電力室UPS,且配電柜內留有備用空開,經測量,空開帶載能力滿足200W,故決定將1-2#冷水機組控制板接至1#配電箱。
3-5#冷水機組臨近冷凍站站變頻間,變頻間內交流低壓成套開關設備(Blokest配電柜)本身具備ATS功能,且留有備用空開,經測量,空開帶載能力滿足600W,故決定將3-5#冷水機組控制板接至冷凍站變頻間Blokest配電柜備用空開。
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圖1.冷機控制板接線路由圖
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圖2.冷機控制板接線示意圖
圖3.冷機控制板快接方法示意圖
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5.3物料采購
接線路由確定后,經過現場實際測量,最終確定物料采購清單如下:
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5.4綜合布線
5.4.1 獨立UPS電源接線
如圖,獨立UPS電源接至冷凍站變頻間Blokest的備用空開。
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圖4.獨立UPS電源接線
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5.4.2獨立UPS電源接線至冷水機組
如圖,獨立UPS電源線通過新增線槽引至3-5#冷水機組控制箱上方,為后期便于調整,冷水機組控制箱上方電源線穿加鎧的波紋管。
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圖5.冷水機組控制箱接線
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5.4.3生產UPS電源接線至冷水機組
如圖,位于冷凍站的生產UPS電源配電箱,由備用空開引出接線至冷水機組,新增線槽引至1-2#冷水機組控制箱上方,為后期便于調整,冷水機組控制箱上方電源線穿加鎧的波紋管。
圖6.冷水機組控制箱接線
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5.4.4冷水機組控制箱接線
如圖,水冷機組控制板主用UPS電源,如UPS電源故障,為縮短應急處理時間,為UPS電源線、市電電源線及控制板電源線添加線束子母接頭。
圖7.冷水機組控制箱內部接線
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5.5開機測試
如表4所示,冷水機組控制板選用UPS電源,其他部件選用市電電源、油機電源,二者搭配交叉使用,觀察冷水機組在不同工況下是否存在告警,是否運行穩定。
由測試結果可知,控制面板供電模式為UPS電源模式,其他部件采用市電電源及有機電源模式,冷水機組運行不受影響,穩定運行。
6、結論
本項目項目解決了開利離心式冷水機組控制板無UPS電源的系統缺陷,縮短了約2min的冷水機組控制板重啟及自檢時間,降低了制冷系統制冷中斷的風險,為市電停電期間的應急供冷爭取了寶貴時間,提高了制冷系統運行的穩定與安全性。
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總結
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