ความซ้ำซ้อน N+1 กับ 2N: วิธีเลือกสถาปัตยกรรม UPS ที่เหมาะสมสำหรับโหลดที่สำคัญ

นักวิศวกรรมการออกแบบไฟฟ้า ทุกคน ที่เขียนแผนงาน โครงสร้างพื้นฐานการกระจายพลังงานที่สําคัญ ต้องเผชิญหน้ากับการทุ่มเททางวิศวกรรมความหลากหลายเท่าไรที่สมควร?ระบบที่ไม่เพียงพอ ทําให้เกิดการเสียพลังงานเป็นล้านๆดอลลาร์ขณะที่สถาปัตยกรรมที่ออกแบบเกินขั้นสูง จะทําให้การใช้ทุนเพิ่มขึ้น (CapEx) และลดประสิทธิภาพในการดําเนินงาน (OpEx) เนื่องจากโมดูล UPS ที่มีภาระที่ต่ํากว่าการทํางานที่ต่ํากว่าโค้งประสิทธิภาพสูงสุด.

การเลือกระหว่างสถาปัตยกรรม N + 1 และ 2N กําหนดการตั้งค่าสวิตช์อเกรดด้านล่าง, การเดินสายเคเบิล, โปรไฟล์ความปลอดภัยในการบํารุงรักษา, และเมตรการมีทั้งหมดคู่มือเทคนิคนี้กําหนดกรอบการคัดเลือกวิศวกรรมอย่างเป็นทางการสําหรับอุตสาหกรรมหนัก, บริษัท และแวดล้อมศูนย์ข้อมูลหลายผู้เช่า

ในวิศวกรรมคุณภาพพลังงาน ค่าเบสไลน์ "N" แสดงเส้นทางความจุภาระที่ต้องการอย่างแม่นยํา

• สถิติ A:ถ้าสายอัตโนมัติโรงงานใช้ 200 kVA และการออกแบบใช้โมดูล UPS 200 kVAN = 1.
• สถานการณ์ B:ถ้าภาระ 200 kVA เดียวกันถูกแบ่งออกเป็นกรอบเล็กๆ ที่มีค่าเรดอนเดนต์ในระยะขนาน ที่มีค่า 100 kVA แต่ละกรอบN = 2.
• สถานการณ์ C:การใช้ไมโครโมดูลาร์บล็อคที่สามารถเปลี่ยนกันได้ด้วยความร้อนที่ระดับ 50 kVA แต่ละชิ้นสําหรับภาระ 200 kVA กําหนดแนวพื้นฐานของN = 4.

โทปโลยีระบบที่ไม่เหลือใช้ (การตั้งค่า N) แสดงถึงความเปราะบางทางการดําเนินงานทันทีที่คุกคามต่อเนื่องของธุรกิจ:

• ความเปราะบางขององค์ประกอบภายใน:การบุกรุกของตัวประกอบความเข้มข้นบัส DC ภายในตัวเดียว ประตูไฟฟ้าไบโพลาร์ทรานซิสเตอร์ (IGBT) ประตูไฟฟ้าแยกตัว หรือโปรเซสเซอร์ควบคุมบังคับการถ่ายทอดการเลี่ยงที่ไม่มีเงื่อนไขไปยังพลังงานบริการของเครือข่ายสด
• การขัดขวางการบํารุงรักษาป้องกันการบํารุงรักษาระบบ N ต้องการการย้ายภาระไปยังระบบบายพาสการบํารุงรักษาทางกล ในช่วงหน้าต่างนี้ ระบบอุตสาหกรรมที่อ่อนแอถูกเผชิญกับหรือการทิ้งสายที่ไม่ได้ประกาศ.
• การทําลายสายแบตเตอรี่:ความผิดพลาดของเซลล์วงจรเปิดในสายที่ไม่เหลือใช้ จะทําให้ความสามารถในการเก็บพลังงานหมดไป ทําให้การลดภาระที่สําคัญลดลงทันที เมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าขาด

เพื่อให้การจัดตั้งของฮาร์ดแวร์ตรงกับเมตรการมีให้บริการของอุปกรณ์ที่สมบูรณ์แบบ มาตรฐาน Uptime Institute Tier แบ่งหมวดหมู่ทอปโลยีการกระจายพลังงานดังต่อไปนี้:

ระบบ N+1 ปานกลางวางหน่วยฮาร์ดแวร์ที่เหลือเกินหนึ่งหน่วยนอกจากระดับความจุเบอร์ลินี บนระบบบัสปานกลาง input/output ที่ร่วมกัน

ภายในสภาพปกติ โมดูลที่เชื่อมต่อกันทั้งหมดจะยังคงอยู่ในระบบออนไลน์ และแบ่งปันปารามิเตอร์ภาระการทํางานที่ใช้งานได้อย่างเท่าเทียมกัน โปรไฟล์ความเครียดในการใช้งานแต่ละรายการถูกคํานวณโดยใช้:

หากเกิดความผิดปกติภายในหรือโมดูลถูกแยกออกเพื่อการทดสอบ สวิทช์สแตติกที่บูรณาการของโมดูลจะแยกออกจากสตาร์บัสปาราเลลที่ทํางานหน่วย N ที่ใช้งานอยู่ส่วนที่เหลือดูดซึมภาระขั้นตอนด้วยความผิดปกติระยะศูนย์หรือความแรงกดดัน:

การตั้งค่า 2N ที่แท้จริง มีการแยกไฟฟ้าและโครงสร้างที่สมบูรณ์แบบระหว่างโซ่พลังงานที่อิสระสองโซ่: ระบบ A และระบบ B

ในสภาพแวดล้อมที่ทํางานอย่างเต็มที่ที่รองรับการจําหน่ายพลังงานแบบสองสาย หรือสวิทช์การโอนสแตติก (STS) ด้านล่างระบบแต่ละระบบจะจัดการอย่างปลอดภัยกับครึ่งหนึ่งของพลังงานสําคัญทั้งหมดภายใต้พารามิเตอร์ปกติถ้าเกิดการกระจายสินค้าในพื้นที่ที่เป็นภัยพิบัติ หรือเกิดความล้มเหลวของสวิตช์บอร์ดด้านบนของระบบ A ระบบ B จะดําเนินการทันทีตามความต้องการในการบรรทุก 100% โดยอิสระ

การตั้งค่า N+1 เป็นมาตรฐานวิศวกรรมที่เหมาะสมสําหรับโปรไฟล์ปฏิบัติการเฉพาะเจาะจง:

• ความสําคัญสูงในอุตสาหกรรม โดยไม่มีความปลอดภัยชีวิตใช้ได้มากสําหรับสายประกอบอัตโนมัติ ศูนย์เครื่อง CNC ความแม่นยําสูง สิ่งอํานวยความสะดวกของศูนย์โทรคมนาคมภูมิภาค และการติดตั้งเซอร์เวอร์องค์กรชั้น II หรือชั้น III
• ขอบเขตพื้นที่จํากัดและการวางแผน:เมื่อแผ่นพื้นฟิสิกส์ที่มีอยู่ไม่สามารถรับมือกับน้ําหนักโครงสร้างหรือความต้องการพื้นที่ของเครื่องมือที่ซ้ํากัน
• ปริมาตรงบประมาณที่เข้มงวดสําหรับความต้องการภาระ 400 kVA แนวทาง N + 1 ที่ใช้การจัดตั้งแบบโมดูลต้องการ 500 kVA ของการจัดหาทรัพยากรทั้งหมด (เช่น 5 × 100 บล็อก kVA)การออกแบบ 2N ต้องการความจุของอุปกรณ์ 800 kVA, ส่งต้นทุนการจัดซื้อ

การกําหนดทอปโลยี 2N แบบสองเส้นทางที่แท้จริงเป็นการดําเนินงานที่ไม่สามารถต่อรองได้ตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

• การใช้งานด้านความปลอดภัยชีวิตและการเสี่ยงทางการเงินสูงสุด:สิ่งอํานวยความสะดวกในเมฆขนาดสูง ระบบการซื้อขายหุ้นความถี่สูง ห้องปฏิบัติการโรงพยาบาล ห้องรักษาอาการรุนแรง (ICU) และสายการผลิตครึ่งประสาทที่ทันสมัย
• การเข้าถึงการบํารุงรักษาอย่างต่อเนื่องตลอด 24 / 7 / 365อุปกรณ์ที่ต้องการการสแกนความร้อนของอุปกรณ์สลับที่ครบวงจร และรอบระยะการบํารุงรักษาความดันสูงของ NETA โดยไม่เคยเผยแพร่ภาระอิเล็กทรอนิกส์ที่สําคัญต่อพลังงานบริการส่วนตําบลที่ไม่ได้ปรับปรุง
• บริการไฟฟ้าที่เหลือ:เมื่อสถานที่ได้รับการจัดหาโดยตรงด้วยการให้บริการแบบอิสระสองแบบจากสับสเตชั่นที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงโครงสร้าง 2N UPS ทําให้ระบบอินฟรสเคิร์ตแบบ dual-path ได้อย่างสมบูรณ์แบบ จากเครือข่ายตรงไปยังชิป.

สําหรับการออกแบบ N+1

• หนุน ≤ 100 kVA:มาตรฐานบนแผนที่ 1+1 ที่ชัดเจน (2 × 100 กรอบ kVA) เพื่อปลดล็อคขั้นตอนความน่าเชื่อถือขนาดใหญ่ในราคาพื้นฐานที่ต่ํา
• อุตสาหะ 100 kVA ถึง 500 kVA:ใช้โมดูลาร์อาร์คิเทคชีนที่สามารถแลกเปลี่ยนได้แบบร้อน (เช่น3 × 100 หน่วย kVA เพื่อตอบสนองความต้องการ 200 kVA) เพื่อบรรลุสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างการลงทุนฮาร์ดแวร์ล่วงหน้าและความแข็งแกร่งของระบบเม็ด.

สําหรับการออกแบบการเพิ่มจํานวน 2N:

• ความหน่วง ≥ 200 kVA:เพื่อกําหนดจุดสูงสุดของการป้องกันช่วงเวลาทํางานในอุตสาหกรรม การตั้งระบบคู่คู่ในแบบ 2 × (N+1) ที่ก้าวหน้า หากข้อจํากัดการวางแผนและการเงินอนุญาต

1. สับสนการปรับขนาดความจุของสินทรัพย์กับการขยายตัวจริงเพียงแค่ใส่บล็อกพลังงานเข้าไปในขนาดใหญ่un-configured master cabinet จะบรรลุอะไรไม่ได้ถ้าการตัดสายอัพสตรอมและบาร์บัสการกระจายทางด้านล่างยังคงรวมจุดเดียวของความล้มเหลว.
2. การละเลยการออกแบบการแยกแบตเตอรี่การเชื่อมต่อโมดูลพลังงานที่เหลือใช้ในห้องแบตเตอรี่ที่ร่วมกัน ทําให้จุดเดียวของความล้มเหลวเกิดขึ้นทันทีในวงจรเก็บไฟ DCการรีดเดนซ์ทางวิศวกรรมที่แท้จริงต้องการอิสระอย่างสมบูรณ์, สายแบตเตอรี่แยกแยกที่มีการป้องกันความแรงเกินพิเศษสําหรับเส้นทางระบบแต่ละเส้นทาง

• โปรไฟล์การปฏิบัติงาน:ศูนย์ข้อมูลโทรคมนาคมภูมิภาคสําคัญ
• ขนาดสูงสุดของภาระสําคัญ:ความจุต่อเนื่อง 400 kVA
• หลักฐานการปฏิบัติตามเป้าหมาย:ระดับ III ความพร้อมที่เท่าเทียมกัน
• ความจํากัดของอสังหาริมทรัพย์ในพื้นฐาน:สายไฟฟ้าเทศบาลเดียวตก มีพื้นที่สําหรับหน่วยพลังงานดีเซลสํารองเดียว

แก้ไขที่เลือก:N + 1 การลดทุนที่มีการกระจายการจําหน่ายด้านล่างพลังไฟฟ้าแฮร์ดแวร์แบบจําลอง UPS Series จากเทคโนโลยี Tafeng

เหตุผลที่ 2N ถูกกําจัดเนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานพื้นฐานพื้นเมืองหลัก ถูกกําหนดโดยการหลุดของบริการเดียวและเซ็ตเครื่องกําเนิดรอคอยหนึ่งการจัดตั้งระบบ 2N dual-UPS อย่างเต็มที่ จะทําให้งบประมาณอุปกรณ์ทุนเพิ่มเป็นสองเท่า โดยไม่แก้ปัญหาจุดอุดหน่วยเดียวแทนที่ Capex จะถูกนําไปสู่การแยกเส้นทางการจําหน่ายด้านล่าง

ผลการใช้งาน:ทีมงานออกแบบได้ติดตั้งหน่วย BLAZING POWER แบบจําแนก 5 หน่วย 100 kVA ที่ทํางานในคลาสเตอร์ N+1 เพื่อปกป้องภาระ 400 kVAเส้นทางการออกในลําดับล่างถูกแยกออกเป็นเส้นทางการกระจายสองแบบแยกแยก (ด้าน A และ B) จับคู่กับกล่องสํารองลิเดียมไอออนที่ฉลาดภายในวงจรติดตาม 18 เดือน ระบบได้บันทึกอุบัติเหตุการลดภาระ 0 ครั้งการแยกความผิดพลาดส่วนประกอบของพัดลมเย็นชั่วคราวได้อย่างสําเร็จ โดยใช้การควบคุมโลจิกแบบไม่โครงการ โดยยังคงให้การจราจรโทรคมนาคมด้านล่างเป็นกิจกรรม.

คําถาม: ระบบ 2N UPS มักจะดีกว่าการวางแผน N + 1 ไหม?
A:จากมาตรฐานการควบคุมความผิดพลาดทางกายภาพ ใช่ แต่จริงๆแล้ว มันต้องใช้ทรัพย์สินที่อยู่สองเท่าและใช้ทรัพย์สินระบบน้อย โดยบังคับให้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพต่ําหากช่องว่างการเลี่ยงที่กําหนดไว้สั้น ๆ เป็นที่ยอมรับจากทางโครงสร้าง การจัดตั้งแบบโมดูล N + 1 ให้ผลตอบแทนการลงทุนที่ดีกว่ามาก (ROI)

ถาม: ผมสามารถปรับปรุงระบบ N+1 ปานกลางที่มีอยู่ให้เป็นระบบ 2N อย่างเต็มที่ได้หรือไม่?
A:มันยากและแพงมาก การปรับปรุงเป็น 2N ต้องการเพิ่มห้องอุปกรณ์กระจกและการปรับระบบกระจายไฟหากแผนระยะยาวชี้ให้เห็นถึงสถาปัตยกรรม 2N คุณต้องติดตั้งกรอบเครื่องสวิทช์พร้อม 2N และอนุรักษ์การจัดสรรอสังหาริมทรัพย์ตั้งแต่วันแรก

แผนการป้องกันพลังงานที่เกินขั้นต่ํา มีความปลอดภัยเพียงเท่าที่ สายที่อ่อนแอที่สุดในโซ่การจําหน่ายทั้งหมดของคุณแคลสเตอร์ UPS ปานกลางที่ไม่จําเป็นที่ให้อาหารกับแผ่นแผ่นกระจายไฟที่ไม่จําเป็นในลําดับล่างไม่สามารถให้ความคุ้มครองทางเทคนิคที่แท้จริงได้.

• เลือก N+1 Modular Redundancyถ้าอํานวยการของคุณสามารถรับช่วงเวลาที่สั้นและวางแผนในการใช้งานของบริการที่ไม่มีเงื่อนไขในช่วงการบํารุงรักษาระบบหลายปีใหญ่ หรือถ้าคุณถูกผูกพันด้วยอสังหาริมทรัพย์และยอดงบประมาณที่เข้มงวด
• หน้าที่ 2N การลดจํานวนหากอํานวยความสะดวกของคุณทํางานตามนโยบายการหยุดทํางานที่เข้มงวดโดยไม่มีการหยุดทํางานในกรณีใด ๆ ที่สามารถพิจารณาได้ และคุณมีงบประมาณ พื้นที่ และพื้นที่พื้นฐานที่มีประโยชน์สองแบบในการสํารองมัน