Nguồn UPS dự phòng đấu nối song song

Trong bất kỳ hệ thống nào thì nguồn điện là yếu tố đầu tiên được quan tâm và thiết kế. Để một hệ thống lớn các thiết bị hoạt động xuyên suốt 24/24 thì vấn đề về nguồn được đặt lên hàng đầu. Vì vậy các tổ chức thường triển khai nhiều UPS cùng cung cấp để ngay cả khi một UPS bị lỗi thì hệ thống vẫn hoạt động bình thường.

Trong chế độ song song, hai hoặc nhiều UPS được kết nối tạo thành một hệ thống thống nhất với một đầu ra - để tăng thêm công suất dự phòng. Trong mô hình N+1, công suất chịu tải của một UPS sẽ lớn hơn tổng công suất tải, do sẽ phải chịu tải của UPS thứ hai trong trường hợp xảy ra sự cố đối với UPS còn lại.

Mô hình Hệ thống UPS song song N+1 thuộc mức Tier 2 trong tiêu chuẩn thiết kế Data Center. Đối với yêu cầu cao hơn (mức III hoặc IV) sẽ áp dụng mô hình UPS dự phòng Phân tán.

MÔ HÌNH GIẢI PHÁP

Trong hệ thống dự phòng song song, yêu cầu các Module UPS phải giống hệt nhau về công suất và kiểu máy. Đầu ra của mỗi module UPS được đồng bộ hóa. Chức năng đồng bộ hóa này hiện nay được nhúng trong chính UPS, đôi khi sẽ sử dụng một hệ thống đồng bộ ngoài. 

Các UPS giao tiếp với nhau sử dụng Bus song song tạo ra điện đáp được đồng bộ hóa hoàn toàn. Bus song song cũng có khả năng giám sát và hiển thị tải, cũng như các đặc tính về điện áp, dòng điện trên hệ thống. Tùy theo mỗi nhà sản xuất UPS mà có số lượng cấu hình tối đa UPS cho phép kết nối song song trong cùng hệ thống.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Nguồn vào từ điện lưới và máy phát đi đến tủ chuyển nguồn tự động ATS. Tủ ATS có tính năng tự động chuyển từ điện lưới sang nguồn máy phát trong trường hợp mất nguồn điện lưới, máy phát sẽ tự động khởi động do lấy tín hiệu từ dây tín hiệu kết nối từ máy phát đến tủ ATS; đồng thời tự động chuyển từ nguồn máy phát sang nguồn điện lưới khi có điện lưới trở lại. Khi có điện lưới trở lại, máy phát cũng sẽ tự động tắt. Hoạt động tủ ATS dựa trên nguyên lý hoạt động của khởi động từ nằm bên trong nó.

Việc cấu hình thời gian khởi động máy phát khi mất điện lưới và tắt máy phát khi có điện lưới cũng nằm trong tính năng của tủ ATS.

Nguồn điện từ ngõ ra của tủ ATS sẽ qua thiết bị đóng/cắt điều khiển mạch điện MCCB tổng. Trị số của MCCB tổng phụ thuộc vào dòng cấp cho toàn bộ tải trong hệ thống. 

Nguồn điện đi vào các Module UPS, mỗi UPS có một thiết bị MCCB riêng để điều khiển nguồn vào cho mỗi UPS, thường sử dụng trong trường hợp thay thế sửa chữa.

Hệ thống UPS mắc song song N+1 gồm 2 Module, kết nối với nhau thông qua cáp kết nối song song. Cả hai UPS đều phải giống nhau và được cấu hình đồng bộ tất cả các thông số về điện áp, tần số, pha v.v... Hệ thống chịu tải chung, do đó cho phép khi một UPS gặp phải sự cố thì UPS còn lại sẽ chịu toàn bộ tải. Như vậy trong khi thiết kế lựa chọn tải của UPS phải đảm bảo mỗi UPS phải có khả năng chịu tải lớn hơn tổng số công suất toàn tải.

Ngõ ra của hệ thống cấp cho các thanh phân phối nguồn PDU thông thường gắn trên tủ Rack. Và từ đó cấp nguồn cho các thiết bị như Server, Network, Storage...

Trong trường hợp toàn hệ thống gặp sự cố, các thiết bị được cấp nguồn vào trực tiếp qua MCCB Bypass.

ƯU ĐIỂM MÔ HÌNH SONG SONG N+1

Khả năng sẵn sàng cao trong trường hợp một UPS bị sự cố

Xác suất gặp sự cố thấp cho hệ thống vì các UPS luôn On-line

Có thể mở rộng nếu yêu cầu về nguồn điện tăng lên. Có thể cấu hình nhiều Module trong cùng hệ thống.

Triển khai mô hình đơn giản, hiệu quả về chi phí đầu tư

NHƯỢC ĐIỂM MÔ HÌNH N+1

Cả hai module có cùng thiết kế, cùng nhà sản xuất, cùng tốc độ, cùng cấu hình và công nghệ

Vẫn tồn tại điểm lỗi đơn trong hệ thống

Nếu trong quá trình bảo dưỡng, nâng cấp hoặc thay thế, tải có thể sử dụng nguồn vào trực tiếp thông qua MCCB Bypass do một UPS sẽ chịu toàn bộ tải dẫn đến vượt quá khả năng.

Hệ thống sử dụng một đường tải (single load bus), do đó thêm một điểm lỗi đơn trên hệ thống.