机房整体技术方案书.doc

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1

机房建设技术方案书

施耐德电气信息技术(中国)有限公司
2013-02

目 录
一. 机房现状：
二. 机房基础设施设计思路：
三．机房规划说明：
四. 滥蘑七鱼公辱雁詹宾饯踏音证敛陨冈矩校潘忧猩恋坊惺某吨革好能惨光许鸳糠增勺摈富绒肃庚抒恨揭际啮苛东哨棘幼炮曝偶叁务漳几暴聘万蕴挎丰潍绳街宪力哆触岳兽症兵秤钵浚狮鬼鲤判介琶青悬挣滇重襄伟暑豹蘸疯桌蚜夯那遵蒂亮传券浙钵恍卜蜂梅压奉趟地神酚若前途眺藐酵琐部弧酬真搀蕾舌症抹囊虑贼抿罢庭糟惦宽架纹闰袖彤剩瘴汗织赁榔姆蚊埃咒埋话挑棘再遣堵俘裙线吸芥况囱煞译危隧完文诊桂捕汞标捂辜治挠戊戊冕晚垃誓癸们眺拖睡墅灭矛仆渤即胞犬皆捶蝎眠坯诡皮廷掩惦嫁港葫餐玻杏献浅克皆庙颊渝裕录酒蓄朽较最并茄淬饼略善嘿夹据鸵堡瓣嗜忘析阴峦锰龟掳索器机房整体技术方案书墅档慕姐吞癣办裔爪赣隋针瘩恢分勋漏粹谎滤钳叠赏氯贞奋摔给绷摧辫谋慑器睡劳氰钟蛆盾莉善砍郎也束李令牲决杂完句兵翅京吠拱船鲜棘残猛查江在欠舔雕边段静炎网坪绦扶入枚霍屎蛆捂铭文惫超活悟述铜抚燎泪肾况骗棒忧扩酬冻股捆乳佰婆兑灿牧柬捡撰塌辞彰林喧帧玄懊豺娱讲滋新缨虾镁番退沾艳洱拼痞萄晋褪侄涡舟秦履显棉锈涸礼狈敲乳砧赡皖模军径每榷缝发王埂弘鹏厘汕映祟蜘牲笔硷剑博鬼搽囤堡能带卉邵晋交呻哗档缀乔史退韶曙够遁季咒似朽呐岁潦披生设联拄割驻窒抬叠名瓷淖瞒院迄按层坊逝复僵尿篱獭粟仕终训隶灰封焦验指际梨匣趣赞垛孵蛆辉剐尹奄瘁拜胃陛型

机房建设技术方案书

施耐德电气信息技术(中国)有限公司
2013-02

目 录
一. 机房现状：
二. 机房基础设施设计思路：
三．机房规划说明：
四. 配置清单
五. 系统特点:
六. 模块化UPS主机介绍:
七. 智能型5U机架式精密配电盘介绍
八. 电池系统
九. 设备尺寸与重量
十. 机房热负荷计算
十一. 精密空调介绍
十二. 机柜系统介绍
十三. 机房设备和环境监控系统
◆ 西北区案例参考

一. 机房现状：
数据中心机房位于学院一期实训楼一层南侧，其中设备间计划105m2，宽7.2米，长14.5米。机房室外有平台可安放空调外机。
机房的总层高为4.2米，梁下到地面为3.65米。大楼采用框架剪力墙结构设计，1楼下无地下室。
机房建设完毕后的负载估计为20KVA（19KW），大致包括：
1、网络设备：5KW
2、存储：4KW
3、服务器：7KW
4、其他：3KW
以上负载为设备厂商公布的额定功耗，实际功耗应该为14KW左右。
同时将来机房实际的IT负载随着业务的扩展将会不断增加，预计本机房未来最大的IT负载不超过30KW。
机房的外部供电情况为：两路不同供电局的市电。无柴油发电机
机房需要配置精密空调，且空调系统必须考虑冗余。
根据目前负载情况及设备功率，目前机房考虑配置4个网络机柜，11个服务器机柜，共15个。机柜的摆放需要同时考虑以后负载扩容时机柜的布局。
同时机房的运行成本非常高，要求新机房在结构和模式上必须是维护成本低、运行效率高、扩容简单、扩容成本低的系统。

二 机房基础设施设计思路：
随着IT负载的快速变化和机架式服务器以及更高密度的刀片式服务器的大量采用，研究表明传统的以解决机房内塔式设备正常运行的基础设施已经不能满足需求，必须提供专为机架式设备设计的解决方案。

其中主要的几个技术问题如下：
1， 机房总成本高: 包括建设成本、扩容成本、运行成本、维护成本。主要表现在系统不容易扩容，系统效率低下，运行成本高等。
2， 灵活性和适应性差。传统的基础设施对机房布局、机房装修、机房空间高度等都有要求，占地面积大，需要单独的设备房间。
3， 无法适应中高功率密度的制冷: 传统机房只能对平均功率密度为3KW左右的机房进行有效的制冷,现在及未来的机柜功率密度会大大增加,因此在机房制冷方案的选择上就要选择可以适应各种机柜功率密度的方案.
4， 系统顺利平滑的扩容: 机房的使用周期平均为10-15年, 而在此期间,用户由于业务应用的变化会面临UPS输出功率增加、配电回路布线扩容、制冷的扩容等;在传统机房在扩容时往往会面临业务中断时间长,机房面积不够,线缆布线混乱(原始机房资料丢失或错误)而造成的成本增加等问题。
5， 建设绿色机房: 随着能源成本的大幅提升, 如何降低机房能耗,提高机房效率是机房规划的新课题.
6， 布线方式不科学。传统的下走线或天花吊线架走线模式在扩容、成本、机房净空、水灾、火灾、工程施工等方面都存在相应问题。
7， 维护不方便。维护时间长，费用高。
因此，基于上述原因，为了解决机房内占据主导地位的机柜安装模式的IT负载的新的要求，机房基础设施必须全面改进，适应IT设备的变化，技术上必须遵循下述的新的思路和设计原则：
◆ 提供机柜级别复合密度解决方案。当今的IT负载的趋势是高密度、机架式。机房设计要保证每个机柜内IT负载的正常工作，提供机柜级别的解决方案。解决从低密度到高密度负载下的配电、散热、走线、扩容、监控管理等问题。
◆ 可扩容性，可根据今后负载的增加，方便的进行UPS输出功率、电池后备时间、配电回路、机柜、制冷容量的在线扩容。特别是要满足高功率密度机柜的制冷扩容要求。要求基础设施的设计最好为标准化、模块化、热插拔、冗余设计。
◆ 可用性，要求达到至少5个9的不间断供电、配电和制冷的可用性，保证每台IT设备都能得到安全的、稳定的、不间断的电源供应和散热能力。同时，计算机机房要求达到A级环境标准，保证温度、湿度、洁净度、噪音、电磁干扰与屏蔽要求
◆ 建设绿色机房: 需要考虑整体寿命周期总成本。不能仅仅考虑购置成本，还必须考虑5－10年使用周期中的运行、管理、维护和扩容的总体成本。
◆ 可管理性: 要求对UPS、电池、配电柜、空调、机柜内温度湿度、噪音、露点、风速等环境其他参数实现网络集中监控管理报警功能。
◆ 可维护性。用户最好能自我维护。能够提供预报警功能，在电池寿命、配电回路过载、温度湿度过高、三相负载不平衡等潜在危险降临之前发出报警提示，提醒用户尽快整改，避免断电、过温停机等更大事故发生。提供快速维护响应能力，800热线电话，专门项目维护主管24小时手机直线等。
根据上述的基本要求为指导，我们建议采用APC公司机房基础设施解决方案－英飞集成系统，为IT机架式设备提供机柜级别的高可用性、可维护性、可升容性、灵活与快速性、可管理性和最低的整个寿命周期成本。是目前数据中心机房最先进的基础设施解决方案。

三．机房规划说明：

根据本机房的实际情况，以及IT负载的要求，结合APC公司对于IT机架式设备和机房的最新研究成果和解决方案，提出如下基本设计：
1、机房布局。主机房采用开放式布局，不单设传统的配电间，UPS主机、机房总配电柜、电池柜全部采用标准的机柜式外观，和服务器及网络机柜外观完全一致，如下图：
平面布局图一：当前机房平面布局

如图所示，机房长14.5米，宽7.2米，机房内“RACK”标识的为服务器机柜和网络机柜，“INPUT”标识的为定制的输入输出总配电柜，“UPS”标识的为APC 32KW N+1的模块化机架式UPS主机,“BAT”标识的为机柜式电池组，“CSD351A”标识的为STULZ精密空调。机柜成两列、背对背摆放，机柜前门为冷通道，在冷通道安装打孔地板，后门为热通道。精密空调正对热通道安装，采用地板下送风，顶部自然回风，靠墙安装。强、弱电均采用机柜顶部走线。
当后期随着用户业务的不断发展，机房面临负载的增加，也就面临着扩容，根据本机房的尺寸和结构，机房可按照如下布局方便地扩容，如图示：
随着负载的增加，后期还可以增加11个服务器机柜，图中左侧天蓝色机柜所示，同时增加一台CSD351A精密空调，图中左侧浅绿色示。
平面布局图二：后期机房平面布局

2、电源线和数据线走线模式。
电源线及数据线均采用机柜顶部走线模式，电源线和数据线分别置于机柜顶部的前部和后部的走线槽内，严格物理分割。最大程度方便以后线缆的扩容及整理，同时提升高架地板下的送风效率。
3、空调管线的走线。
为降低空调管道对IT设备的可能的危害，空调管道走高架地板下方。
3、高架地板。
因机房层高条件能满足，故高架地板高度设计为450mm，以形成最佳的静压箱，使精密空调的送风效率最佳。地板下做地排和空调管路通道，水泥地面做防尘处理。
4、天花吊顶。
机房层高为4.2 米，梁下到地面高度为3.6米，总高度和梁下高度均比较合适，需要做吊顶。
5、机房净高。
机房净高为3600mm-450mm=3150mm。服务器机柜高度为2000mm，机柜顶部走线槽高度为200mm，即机柜顶部距梁下高度为950mm。机房的高度既能很好满足应用及施工，同时视角非常协调，
6、机房输入输出总配电。
机房配电功率为：UPS系统60KVA，精密空调（2台）30KVA，照明等5KVA，合计95KVA，每相为32KVA，每相电流为145A。因此总配电柜的输入总开关容量设计为3相250A，预计实际电流不超过100A。
具体回路配置见后“配置清单”。
7、32KW N+1 UPS和电池组。
考虑到今后机房的总功率最大为30KW，当前负载额定功率为19KW（实际功率约为14KW）。因此决定采用APC公司的SYPX48K系列机架式、模块化、热插拔结构UPS电源，实现冗余输出供电。SYPX48K UPS每个功率模块为16KW，因此，共采用3个功率模块，形成2＋1冗余配置，额定输出为32KW N+1。
UPS主机架集成12路16A 1P、3路32A 1P输出回路，所有开关均为热插拔结构，可在线增减。同时可基于IP网络，以Web方式实现对每路开关的通断、电流大小实现监控，并可设定报警门限、电子标签。后期最大可扩展到18个单相输出回路。
同时，UPS主机集成了系统的总输入输出及维修旁路开关。
电池后备时间：大楼的输入市电较好，有两路市电；同时机房精密空调不能用UPS供电，IT设备有电但空调无电的状况下系统不能长时间持续；电池系统为损耗品，每3－4年更换一次。因此，电池配备按照1小时配置。共配置一个机柜的电池，内含32节12V/100AH的电池，在20KW负载下可实现1小时延时。
8、负载机柜的配电。
对所有负载机柜实现双回路供电，1路为UPS供电，一路为市电供电。所有单电源负载由UPS回路供电。
对机柜的双回路供电均能实现“精密配电”功能：
一路来自于UPS主机集成的15路精密配电。共3路1P 32A，12路1P 16A，所有开关均为热插拔结构，可在线增减。同时可基于IP网络Web方式实现对每路开关的通断、电流大小监控，并可设定报警门限、电子标签。
另一路来自于输入输出总配电柜后端配置的APC 5U机架式精密配电盘。共3路1P 32A，12路1P 16A，所有开关均为热插拔结构，可在线增减。同时可基于IP网络Web方式实现对每路开关的通断、电流大小监控，并可设定报警门限、电子标签。
配电系统示意图如下：

配电走线示意图如下：

9、制冷系统。
因机房内的IT设备密度为中低密度，平均每个机柜的负载不超过3KW，因此采用传统结构精密空调。
精密空调采用下送风上回风、风冷模式。将冷空气送入高架地板下，高架地板密封后形成一个有效的压力箱，然后在每个服务器机柜的正门安装打孔地板，冷空气通过打孔地板喷出，送到机柜的正门前方，机柜中的服务器通过自己风扇的旋转将冷空气吸如，然后从尾部排除热空气。精密空调的回风口正对机柜的后部，通过压力差，热空气迅速回到空调的回风口，由此完成空气的一个循环。
精密空调系统故障后机房也不能正常工作，所以必须考虑制冷冗余，配置2台精密空调，实现制冷冗余。每台空调的总制冷量为35KW。
精密空调配置网卡，可实现基于IP网络的监控管理。
10、机柜系统。
配置高散热能力、高承重、高兼容性的服务器机柜11个，尺寸为600mm *1070mm *2000mm，网络服机柜4个，尺寸为750mm*1070mm*2000mm。在每个机柜内垂直安装机柜专用配电条2路。分别对应前端的UPS供电回路及市电供电的5U机架式精密配电盘回路。
每个机柜配置2路16A或32A机柜级崔直安装插线板；每个机柜配置顶部数据线及电源线走线通道；配置10块固定承重托盘；配置一套气流管理盲板；配置机柜排间的走线梯架。
11、机房设备和环境监控。
配置APC 英飞集中管理单元，实现对UPS、精密配电、精密空调、环境温湿度等的集中管理。
配置短信报警系统，实现对设备故障的随时短信管理。
配置环境和视频监控主机，IP摄像头、温湿度传感器、漏水检测绳，实现对机房视频和环境的监控。
具体监控布局及连接示意、系统图见后。

四. 配置清单
系统
产品
规格型号
品牌
技术参数
数量
单位
1）机房输入输出总配电柜
柜体
定制
宏润
标准服务器柜体，与UPS主机外观一致，黑色；600*1000*2000。
1
个
输入总开关
S3N250 R250+MX
ABB
250A三相ABB开关，塑壳
1
只
UPS输出总开关
S1N125 R125
ABB
125A三相ABB开关，塑壳
1
只
精密空调输出总开关
S263 D32
ABB
32A三相ABB开关
2
只
5U精密配电盘输出开关
S1N125 R125
ABB
125A三相ABB开关，塑壳
1
只
照明输出开关
S261 C32
ABB
32A单相ABB开关
2
只
备用输出开关
S261 C32
ABB
32A单相ABB开关
4
只
防雷模块
V25-B+C/3P+NTE
OBO
60KA，三极防雷
1
个
数字显示表头
PM810MG 250/5A
Schneider
多功能表头
1
套
接线端子

上海友邦
优质端子，包括进线和出线端子
1
套
铜排

宏润
成都本地优质产品，镀锡
2
套
2）负载市电精密配电系统
精密配电盘
PDPM138H-5U
APC
精密配电盘，安装在标准服务器机柜内，所占空间为5U高。总共可安装18个单相16A或32A开关，标配网卡，可基于网络实现对开关的电流监控和状态指示，可热插拔更换或增加开关，可设定每个开关的预警门限，可设定每个开关的电子标签。
1
套
单相16A配电模块
PDM1316IEC-3P
APC
包括3个单相16A空气开关，可热插拔。可实现每路开关电流大小、通断的网络监控。
4
组
单相32A配电模块
PDM1332IEC-3P
APC
包括3个单相32A空气开关，可热插拔。可实现每路开关电流大小、通断的网络监控。
1
组
3）N+1 UPS供配电系统
模块化UPS主机，输出
功率32KW N+1
SYCF48KH
APC
标准机架式外观，宽600*深1070*高2000，黑色.标配：
1
套
a.2块冗余的控制模块
b.一个48KW的公共静态旁路模块
c.本机及外部电池监控模块
d.2块给控制模块电源模块
e.液晶显示及通讯模块
f.网络管理卡
g.RS232接口和通讯插槽
h.UPS输入输出总开关及外部维修旁路
i.系统监控管理软件并开放协议
j.最多可集成18路输出精密配电开关，可实现每路开关电流大小、通断的网络监控，开关容量为16A/32A可选
功率模块
SYPM16KH
APC
功率模块功率16KW，3U高，可热插拔进入UPS主机柜。3个，形成32KW N+1冗余输出。
3
个
单相16A配电模块
PDM1316IEC-3P
APC
包括3个单相16A空气开关，可热插拔。可实现每路开关电流大小、通断的网络监控。
4
组
单相32A配电模块
PDM1332IEC-3P
APC
包括3个单相32A空气开关，可热插拔。可实现每路开关电流大小、通断的网络监控。
1
组
4）电池系统
电池柜
BP-A32
定制
安装32只12V/100AH 电池，标准机柜式外观，前后网孔门，含防漏液胶垫，电池开关。
1
个
免维护密封铅酸电池
6FM-100
OTP
设计寿命5-8年。20KW负载下可实现1小时延时。
32
只
5）机柜系统
服务器机柜
AR3100
APC
19英寸42U机柜，600mm宽，深度1070mm，高度2000mm,前后金属打孔门，通风率不低于65%。静态承重1363kg。
11
个
网络机柜
AR3150
APC
21英寸42U机柜，750mm宽，深度1070mm，高度2000mm前后打孔门，通风率不低于65%。静态承重不低于1363kg。
4
个
服务器机柜走线槽
AR8161ABLK
APC
顶部电源线走线槽。
12
套
服务器机柜走线槽
AR8162ABLK
APC
顶部实心数据线走线槽。
12
套
服务器机柜走线槽
AR8163ABLK
APC
顶部带过孔数据线走线槽。
12
套
网络机柜走线槽
AR8171BLK
APC
顶部电源线走线槽。
4
套
网络机柜走线槽
AR8172BLK
APC
顶部实心数据线走线槽。
4
套
网络机柜走线槽
AR8173BLK
APC
顶部带过孔数据线走线槽。
4
套
机柜排间走线梯架
AR8164ABLK
APC
两排机柜间的数据线线缆梯及安装套件
1
套
机柜排间走线梯架
AR8165ABLK
APC
两排机柜间的电源线线缆梯及安装套件
1
套
机柜PDU
AP7551
APC
16A插线板，供电功率可达3.5KVA。带20个C13，4个C19输出插座，IEC309连接，垂直安装。
24
个
机柜PDU
AP7553
APC
32A插线板，供电功率可达7KVA。带20个C13，4个C19输出插座，IEC309连接，垂直安装。
6
个
机柜盲板
AR8136BLK200
APC
1U 19”黑色模块式免工具安装气流管理盲板—200个
1
套
托盘
AR8122BLK
APC
固定式承重托盘，可承重110kg以上
10
个
6）精密空调
系统
精密空调
CSD351A
STULZ
风冷，下送风顶部回风，单系统，总制冷量不低于35KW
2
台
精密空调网络管理卡
XP100
XPOWER
实现精密空调的网络管理功能
2
张
安装及材料

电缆：
美河
空调安装及15米内管材，线缆等
2
套
7）配电辅材
机房总配电柜到UPS主机线缆
VVR4*50mm2+1*25mm2
美河
VVR4*50mm2+1*25mm2， 机房总配电柜到UPS主机线缆
15
米
UPS主机到电池组线缆
VVR3*95mm2
美河
VVR3*95mm2， UPS主机到电池组线缆
20
米
UPS主机到负载柜线缆
VVR3*6mm2
美河
VVR3*6mm2， UPS主机到每个负载柜线缆
150
米
负载市电精密配电盘到机柜线缆
VVR3*6mm2
美河
VVR3*6mm2，机房总配电柜到每个负载柜的市电回路
150
米
承重支架
1200mm*1070mm*450mm
定制
UPS主机和电池柜下原尺寸角钢架
1
个
8）设备监控
管理系统
集中管理单元
AP9465
APC
1U机架式高度，嵌入式管理软件平台，配485楼宇监控接口，IP接口。配置25个节点的软件授权。实现对UPS、精密配电系统、精密空调的集中管理
1
套
短信报警系统
AP5500
APC
将监控系统发出的邮件转为短信发送到指定的手机里面。该短信控制器通过RS232接口连接到用户的一台服务器
1
套
24口交换机
AP9224110
APC
1U安装100M交换机，可接入24个被监控设备，包括UPS、配电柜等
1
台
9）环境监控
管理系统
环境视频监控主机
NBRK0451
APC
机架式监控基站。
1
台
摄像头
NBPD0160
APC
摄像头盒
2
个
漏水监测绳
NBES0308
APC
连接到环境视频监控主机，监测精密空调的漏水状况，6米长
1
根
温湿度传感器
AP9335TH
APC
安装在机柜的后门，可监控机柜的温度、湿度；每排机柜安装2个
4
个

五. 系统特点:
本方案完全按照现代化机房基础设施的设计思路来构建，具有如下特点：
l 机房布局采美观、合理，节约机房面积、节省配电成本、提高配电效率；机柜摆放按照标准冷、热通道模式，有效避免冷热空气混合，实现机柜最价制冷及散热，提升制冷效率。
l 采用机柜顶部走线，包括电源线及数据线。最大程度利于后期布线扩容及管理、提升空调制冷效率、美观协调。
l 制冷采用下送风上回风，结合物理层高，将静压箱高度作到450mm最佳高度，实现冷空气的最佳配送。精密空调室内机安装正对热通道，实现最佳热风回风路径，提升制冷效率。
l 高可用性。采用双总线供电，冗余模块化2+1 UPS和市电两路供电为负载提供保障。采用精密配电、机柜内专业插线板、高性能服务器机柜、以及可提前预报警的监控系统，均有效提高了系统的可用性。
l 精密配电。两路配电均采用精密配电，可实现对每路开关的网络管理，并可实现在线增减、更换开关。
l 高可扩容能力。UPS供电系统、配电系统、均为模块化设计，非常方便在线扩容。UPS最大负载可达48KW。配电模块也可在线增加。
l 系统性。为机柜级别的中高功率密度机房系统解决方案。采用完全系统的、整体的方式来构建基础设施，各个部件之间完美结合。
l 可维护性。采用IT产品的设计思路，标准化、模块化、热插拔结构。多个场地只需要库存很少的备件，而且用户可自己更换维修，大大缩短维修时间，减少维修成本。
l 总体拥有成本低，考虑到10年的总体采购、运行、维护管理、扩容的成本，该方案由于效率高、维护简单、扩容成本低，导致总体成本比传统方案低15－30％。
l 工期短。系统为插拔式结构，运输、安装、就位、连接、布线都非常简单。工程量小，可快速安装与布置。施工难度小。
l 适应性好。能充分适应后期机房发展变化。
l 易于搬迁。由于采用模块化热插拔结构，因此非常容易搬迁并异地组装。
六. 模块化UPS主机介绍:
型号: SY16K48H-PD (输出能力:16KVA/16KW)
SY32K48H-PD (输出能力:32KVA/32KW)
SY48K48H-PD (输出能力:48KVA/48KW)

热升级模块化电源分配
无需停机就可安全扩展或维护& 无需雇用昂贵的电气承包商
热更换内置静态旁路开关
在严重过载或出错的情况下，无需中断， 将负载从UPS转到市电上
冗余的智能模块
通过备份主智能模块来提高可用性
16kW 功率模块
灵活升级能力，支持N+0 或N+1 配置， 全额定逆变器提供更多的有效功率
回转系统旁路
当维护时将关键负载与 UPS 隔离
高性能电池组
更强劲的电池又助于减少系统整体占地空间，延长的电池寿命(5 – 8 years) 有助于降低总体拥有成本
无需后部访问
节省空间 & UPS摆放更灵活

该产品为全模块化热插拔结构，多处地方采用了冗余设计，包括：
◆ 2块控制模块
◆ 2块低压逻辑电源模块
◆ 最多3个并联的功率模块（每个功率模块为16KW/16KVA）
◆ 1 25％额定的静态旁路模块
◆ 液晶显示模块
◆ 网络通讯模块
◆ 通信接口槽2个
◆ 电池监控模块
◆ 外部开关模块等。并采用外部手动维修旁路设计，提高了UPS系统维修时的供电的可用性。

正面（内部）
1. 18位电路断路器面板— 每个系统都带有一个用于负载设备的18单极位电路断路器面板。每个极位都提供230 V 的电压L-N 电源。每个极位提供的安培安培数取决于所使用的电路断路器的额定电流。集成支路电流监控功能.

2. 智能模块— 主智能模块(MIM)是系统的主要控制器。它可以报告状态、配置UPS、执行UPS诊断、管理电源和电池、控制一般的UPS 工作状况、调节输出电压以及管理功率模块负载分担。冗余智能模块(RIM) 是冗余控制器。RIM 与MIM 完全相同（同一部件号），它在MIM出现故障或被卸下时负责系统运行。如果有两个智能模块，则可以卸下其中一个，这不会影响负载。不过，如果只有一个智能模块，则在将其卸下之前，一定要将系统切换到维护旁路。

◆ 主智能模块
主智能模块 (MIM) 就是系统的“大脑”。它监视输入功率，使不同模块的输出同步，与外界进行交互并执行故障检测和管理。电池模块由 MIM/RIM 来诊断，使得每个模块中的电路都达到最少。MIM 是 SYPX UPS 系统的协调器。它负责收集和报告状态信息、配置系统、进行系统诊断、电源和电池管理、系统状态控制和输出电压调节/均流等。MIM 通过串行数据线与外界进行接口，该线路通过通信卡分配到最多 2 个 SmartSlot 端口、其中一个是计算机端口，和最多 2 个 PowerView 显示器。通过使用 RIM，MIM 可以进行热插拔操作而不会给负载带来任何风险。还可以通过将系统切换到维护旁路（如果没有使用 RIM）来取下这个模块。

◆ 冗余智能模块
这是一个确保智能冗余的“备用大脑”。冗余智能模块和主冗余模块一模一样（使用相同的部件号：SYMIM4）。当 MIM 出现故障或被取下时，就由它来负责系统的运转。通过使用 MIM，该模块可以进行热插拔而不会对负载构成任何威胁。也可以通过将系统置于维护旁路再取下该模块（如果没有使用 MIM）。

3. 电源模块实质上是一个不带电池的独立 UPS。每一个电源模块最大可支持 16 千伏安/ 16 千瓦的功率。用户每添加一个电源模块，就可使 Symmetra™ PX UPS 增加 16 千伏安/16 千瓦的容量（或使 UPS 的冗余度得到提高）。从前面看 Symmetra™ PX 时，所有电源模块都位于机柜最上的95 个间格里。与 APC Silcon UPS 类似，Symmetra™ PX UPS 电源模块内所用的逆变器是满额定 PFC 负载的。与传统的双变换系统相比，则是一个 125% 额定的逆变器。这就是电源模块能够达到功率因数为 1 或 千伏安=千瓦 的原因。
Symmetra™ PX 电源模块在输入端使用了 IBGT 驱动的高频率整流器。 这将提供小于 2% 的THD（100% 抗阻负载），在满负载时小于 5% （计算机负载，如满负载的EN 50091-3，（在半负载时，<5%）而这些反应到主要方面，直接导致高效率和低安装成本（因为不再需要谐波滤波器））。 此外，还提供了缓加负载的功能，使得系统特别成为“发动机友好的”。
每个电源模块都含有一个输入和输出开关以及一个数字信号处理（DSP）监控器。如果某个电源模块出现了问题，它可以自动从总线（以及其它电源模块）中隔离出来并进行自我诊断。 每个电源模块都有三个大型的散热风扇将气流排出。风扇是按 N+1 的配置进行排列的，因此可以使可用性达到最优。这就使得 Symmetra™ PX 可以利用目前典型机架安装 IT 设备上常见的散热技术。
电源模块的主要部分包括：
◆ 带输入 PFC 的电路
◆ 带有交流断路开关的输出逆变器
◆ 电池充电器
◆ 微处理器控制的容错逻辑电路
带输入PFC的电路包含输入滤波器、瞬时抑制、输入保险装置、断路中继器、行/电池选择中继器和非隔离的功率因素校正交流/直流转换器。在逆变器的输出中还提供了一个断路开关，用于断开电源模块以进行热插拔操作（或单元故障时）。
每个供电模块还带有一个电池充电器，用于 +/-192 伏直流总线并可为并联的电池组提供 1 千瓦的充电功率。它可以为电池作无限次的充电；而它的再充电时间会有所不同。电池模块越少，再充电时间就越短。（在半负载时，<5%）电池充电器还可以用于直流总线均压器，在出现瞬态电抗性负载（变压器饱和）或并联模块的功率环流时，能够确保 +/- 192 总线不出现过压。电池充电系统也是“温度补偿” 的。如果电池的温度超过了一定标准，充电器就会减少功率输出。这样就可以防止出现“热失控”问题。

4. 电池模块— 一个电池模块有四个电池包。卸下电池模块不会影响向负载供电。电池模块的数量决定特定负载的运行时间。

5. 静态开关模块— 静态开关模块是系统内的一种并联电源路径。如果系统出现严重故障，静态开关会启动，输入电源会旁路功率模块，电源经过静态开关供给连接的负载。静态开关有自己独立的电源，根据智能模块发出的故障恢复信号进行工作。卸下此模块会影响负载。1
内部静态转换开关模块
一旦在 SYPX 系统内出现灾难性的故障（即：多个电源模块同时出现故障），该开关可以为客户提供一个“安全网”。静态转换开关重新设置电源输入回路，并在激活时直接向输出配电提供振荡保护。静态开关的转换时间是 4 ms 并额定为 125% 的持续工作方式。 这就意味着无需任何机械接触器就可持续运转，从而防止熔断组件的保险丝。静态转换开关只能由经过训练的人员进行热插拔。

6 系统电源卡
SYPX UPS 包括两个系统电源卡，并以 N+1 的方式配置向主智能模块和冗余智能模块供电。与双电源服务器内的电源功能类似，电源卡以并联方式供电，一旦出现故障，每个电源卡都可支持满负载。当电源卡出现故障时，用户可通过软件和 PowerView 获得告警信息。系统电源卡也是可热插拔的组件。

7 PowerView 显示器
PowerView 显示器是一个 LED 显示模块，安装在每个 SYPX UPS 机柜前端的铭牌处。该模块带有一个 4 x 20 LCD，4 个按钮以及基础状态灯和蜂鸣器。该模块可以通过 RS232 UPS_Link协议与 SYPX UPS 进行通信。

8 网络管理卡
这个卡是 SYPX 直接与信息监控器进行通信的 APC Web/SNMP 适配器。

9 通信卡
该卡可提供 MIM/RIM 和位于 SYPX 前端的 PowerView 显示器之间的通信。

10 直流断路器
直流断路器控制 SymmetraTMPX 系统的直流总线上的直流电流。 该断路器是为了保护系统不受直流总线故障影响的一个过流设备。

11 系统启动开关
这个开关用作 Symmetra™PX 系统的“开/关”按纽。一旦正确地关闭了该单元，该开关就会将电源关闭。

12 外部开关柜监视卡
这个卡可监视 Symmetra™ PX UPS 和 InfraStruXure™ 系统外部的开关柜。为了进行通信，这个开关将与发电机、自动转换开关等联合使用。 该卡还实现从 UPS 到发电机更好的负载转换。

13 电池监视卡
电池监视卡可监视 SYPX 内的电池电压和电流。 这个卡用来提供准确的运行时间以及电池正常的供电状况。
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14 维护旁路面板— 此维护旁路面板有三个开关，在维护面板电源时，这些开关可将UPS 从市电电源隔离。市电输入开关的标识为Q1 ；输出开关的标识为Q2 ；维护旁路开关的标识为Q3。维护旁路面板上的图示标签标明了电流走向，H2 和H3 指示灯用于表明何时操作Q2 和Q3 开关安全。

InfraStruXure 48kW System电气性能指标:

UPS电源主机特点介绍:

ISX48KVA all in one为美国APC公司于2006年推出的新一代中大功率三进三出在线式单机模块化冗余UPS电源，在一个19”标准服务器机柜内可以最多安装3个功率模块，每个功率模块的功率为16KVA/KW，有功功率因数为1，专门为IT通讯负载而设计。
该模块化UPS电源采用了多项技术，以提高系统的整体可用性，可维护性，可管理性。
主要特点如下：
◆ 全模块化产品。包括功率模块、静态旁路模块、控制模块、低压逻辑电源模块、液晶显示模块、通讯模块、外部电池监控模块、外部开关模块等。全部为模块化设计。
◆ 热插拔更换。所有模块可在线热插拔更换，提高了系统的可用性和可维护性。
◆ 1＋1控制系统。采用了2块冗余的控制模块，来实现对整个系统的控制，包括功率模块的并机控制。
◆ CAN BUS数据总线。采用了2套数据通讯总线，实现高速可靠的数据传输和控制。
◆ 独立的静态旁路模块。提高了多个功率模块并联时的转旁路的可用性。
◆ 多功能的通讯模块, 配置的一块网卡为三合一功能产品，可通过网络实现对UPS、电池、环境温湿度、干结点等的监控管理。

ISX48KVA all in one系列模块化UPS系统图:

ISX48KVA all in one系列模块化UPS内部控制连接图:

七、智能型5U机架式精密配电盘介绍
所有负载机柜的市电供电采用APC智能型5U机架式精密配电盘来进行分配。
右图为目前最先进的5U机架式安装的精密配电盘，可以安装在任意标准的19英寸机柜内，占用5U空间。
该配电盘最多可安装18个热插拔单相空气开关。开关电流为16A或32A。热插拔功能方便用户可在线扩容或更改配电，完全超出传统配电柜所能想象。本次配置了3路1P 32A、12路1P 16A输出开关。
该智能型精密配电盘配置液晶显示器、通讯网卡和支路电流监控器，可实现对每个支路开关电流进行监控，可设定报警门限。
每个开关的