臺達UPS金融系統的UPS應用方案

    銀行的總行或省級分行的業務主要是業務管理，包含數據中心、信息中心、清算中心、監管中心等業務范圍，使用的硬件設備、服務器等為心臟重地，且多為大型設備，重要性非常高。本文即針對某銀行的總行或省級分行的客戶應用需求，作一方案，并從系統實施效果﹑特點﹑成本等不同角度作分析，提供給用戶一個最適當的應用方案。最后，再從專業服務作補充并作結論。

二、方案設計重點說明一、需求說明

    經與用戶的人員作溝通，用戶對于其設備的電源，甚為重視，除了已備有超大容量的發電機之外在配置UPS時有如下的要求。

1．需求的UPS，最初負載不超過200KVA，但后期運行有可能會擴展到在300KVA至400KVA之間，總容量不超過400KVA。方案設計由初期及隨負載的擴增均要有N+1的冗余設計要求，并且擴容時不允許負載斷電。

2．能配合原有發電機，作供電或配電的故障冗錯能力配置、保障供電順暢。

3．原先每臺UPS擬配置的1小時電池，遇停電電池放電且其中有任何一臺UPS故障時，仍能將該故障UPS所接的1小時電池，轉接給其余正常工作的UPS使用，以保障所投資電池的使用率及享有充足的放電時間。

4．對所有UPS所使用的電池，有防漏液偵測的告警功能，以免引起火災事故。

5．對地震、火災等緊急事故，能提供遠端或近端的遙控快速關機功能，以避免在緊急事故中發生更嚴重的損失。

6．機房空間有限，希望系統的配置能以最省空間的方式作擺置（LAYOUT）以利節省空間，并且對承重的考量能兼顧，避免發生樓層結構的破壞。

7．遇有UPS故障，UPS在不帶電維修時，仍可繼續向負載供電，并保障供電可靠。

8．需提供監控軟件，并透過以太網絡，作遠端的網絡監控。并能同時監控多臺UPS，以便作集中監控。

9．對電池的維護運行能提供溫度補償的充電功能。并作定期自動充放電，放電的時間或電池電壓的放電深度能由用戶的維護人員作遠端的設定與控制。

10．需確保售后服務，供應商必須提供完善的售前、售后服務方案。

二、方案設計重點說明

    依據上述用戶的10大應用需求，臺達UPS提供了以下的方案設計說明，并且是依據每條應用需求作逐一的方案提供說明。

1．針對第1項需求，臺達UPS最終提供NT系列，3臺200KVA并聯冗余的UPS應用方案。但因應初期負載不足200KVA，先配置2臺200KVA UPS并聯作1+1冗余的應用方案。在未來擴增1臺再并聯時，也不需讓原先的UPS先行關機或轉旁路，可在線直接并聯第3臺200KVA，使系統變成3臺200KVA并聯，作2+1冗余的應用。

2．為配合第2點需求。在結合發電機的應用里，臺達UPS規劃了以自動切換開關作原有發電機與市電的切換設計。并設計實用的輸入配電屏（交流屏）電屏（輸出交流屏），而在輸出與輸入交流屏中依用戶需求，規劃了適當的空氣開關，以作上下游的保護協調。具體的安全供電系統配置圖如圖一所示。 
       
                              圖(一)安全供電系統配置圖

3．為滿足用戶的第3點需求，臺達UPS提供3臺UPS共享3組電池（每組電池即為原配給每臺UPS各1小時放電時間的電池），此3組電池直接并聯并在并聯后直接并入3臺UPS的電池輸入端。當然，此種配置的前題是UPS的電氣性能允許內部的充電器彼此并聯并能有共享電池組的功能。此點洽是臺達NT系列UPS的標配特點。具體的配置可視圖一中的虛線連接部分。

4．為滿足用戶的第4點需求，臺達NT系列UPS提供了電池的防漏液偵測功能，當電池裝在電池柜中運作時，若電池有漏液，可以偵測到該漏液，并且提出近端及遠端的告警，以提醒用戶將電池作一檢查及更換，避免火災事故的發生。

5．針對第5點的需求，臺達NT系列UPS提供了EPO緊急關機功能鍵，在NT系列UPS的正面版上如圖二中的紅色按鍵，可提供近端的快速關機，并同時提供遠端的網絡遠端緊急關機功能可供操作。只要此功能一經啟動，UPS可快速關機，不需依正常關機作業程序去順序關機。以便在緊急事故中節省時間，避免災害的擴大。

6．為滿足第6點用戶的需求，由于UPS體積大小已固定，為節省空間及承重上的配置，恰好上述所規劃的共享電池組的功能可以發揮作用，由于所投資的電池不會因為UPS故障被隔離，因此原先擬給每臺各配1小時放電的電池可改為共享1小時或2小時的電池組。以節省掉2到1小時的電池組投資。并且因此節省的電池也能在空間及承重上減少負擔。

7．由于采NT200KVA2+1冗余配置，當有1臺UPS故障時，臺達NT UPS會將該故障的UPS自動切離系統，以保障負載的冗余可靠供電。并且此臺故障的UPS允許在不帶電維修時，仍可使系統向負載供電。

8．針對用戶的第8項需求，臺達NT系列UPS有標配以太網卡接口，并有以太網卡監控卡可提供選購，可方便地提供網絡遠端監控。監控軟件圖面如下圖三所示。可方便用戶同時對3臺或更多臺UPS同時作集中監控。

9．針對第9項需求，臺達NT系列UPS有提供電池溫度補償的選購件，以滿足客戶需求。并由監控軟件控制作定期自動充電及放電，且放電的深度能由維護人員作控制及設定。

10．有關第10項需求，請參考專業服務一節，臺達UPS有提供專業的完善服務。 
       
                                圖二  EPO按鍵 
      
                                圖三  監控軟件圖面
三、系統實施

    依據上述圖一的供電系統配置圖，系統的實施及搭建可循序漸進地來建立，首先先將配置圖的空開容量及線材均作好規劃，但UPS在采購時，初期可先購置2臺臺達NT200KVA UPS作并聯1+1冗余使用，在發電機容量及ATS自動機切換開關，容量均足夠的前提下，當系統安裝好，運行一段時間后，若以后負載慢慢增多了。需再并聯上另一臺200KVA UPS時，臺達NT系列UPS允許在系統正常運行時不轉旁路，不中斷供電的情況下，將第3臺NT UPS在線地﹑安全地并聯上系統，并且也將電池組共享。此點可使客戶的投資資金也循序漸進地隨著系統的擴大而逐入投入資金。

    此外，由于系統是循序漸進地建，最先投入運行的2臺UPS并聯運行所承受的負載比例，會比一開始投入3臺200KVA UPS并聯所承受的負載比例要高（指每臺UPS所均分分配到的負載比例較高），而根據UPS的效率曲線得知，負載比率愈高的UPS運轉的效率也愈高。因此，在系統實施建立的過程中可使系統保有較高的運轉效率，以節省電費。

    因臺達NT系列UPS已有EPO緊急關機鍵的標配設計。因此，所規劃的方案也同時具有緊急情況的處理能力。

    在上述的系統實施過程中最有意義及與眾不同的是系統允許在正常運行時不走旁路，不中斷供電的情況下，能將第3臺臺達NT UPS在線地并聯上系統并且安全地運行，因為雖然在市面上有眾多可并聯UPS的品牌中，能作到此點“在線并聯運轉”的客戶需求是很少有的。

四、效果分析

    在上述的方案設計中，作以下的效益分析。

A、購置成本效益分析

1．節省了一次性投資3臺200KVA UPS的大量資金，改由先投入2臺200KVA并聯運行，待負載擴增到超過200KVA后再投入第3臺200KVA UPS的購置成本。

2．節省了每臺UPS原先都必需配置1小時放電時間的電池資金投入，由原來最終系統需配置每臺UPS各1小時的電池購置資金，改為共享電池情況下，最終系統只需配置不超過400KVA負載1小時配置的共享電池資金投入。并且保持了不因UPS故障隔離了電池而縮短放電時間的缺點。

3．因共享電池的設計方案，節省了機房空間的大小，機房空調設備容量不需過多地投入以供太多電池的散熱。對應的裝璜費用也因空間減少也可縮減許多。

B、運輸成本效益分析

1．因系統采先并2臺UPS，后追加并上1臺UPS的逐步擴建方案，因此，此比首次初步即投入并聯3臺的方案，在初期每臺UPS負載的比例方面前者會比后者來得高。因此，效率也較高，可相對的節省運轉成本。

2．因共享電池設計方式避免了在后期擴增第3臺UPS并聯時的電池資金投入，并且承重上也不會給樓層增加負擔，不需額外增加加強承重結構的費用投入。

C、安全效果分析

1．因有電池防漏液偵測功能，避免了將來因電池漏液帶來的火災事故的風險。

2．因有EPO緊急關機功能按鍵的設計，可以在應急事故諸如火災、地震中能快速地被近端或遠端用網絡監控地緊急關閉UPS系統。避免了火災、地震等事故時財產損失的再擴大。

D、集中監控及遠端監控的效果分析

1．由于設計了透過以太網卡來作遠端監控，因此，可使用戶在1個非專用的計算機上，經由臺達UPS提供的電力管理大師監控軟件同時監控3臺200KVA UPS。只要任何1臺UPS有狀況，均可隨時主動通知用戶。（有關詳細的監控功能請參考集中監控一節內容）。此種透過1臺計算機同時監控3臺UPS的方案可方便用戶節省過去多臺計算機監控的成本投入。

五、特點分析

    茲將上述的設計方案，作如下的特點分析

1．可靠性分析：系統在初期及后期包含擴建的過程中，均有發電機及市電共2路電源可供利用，并用UPS的配置均有N+1冗余設計方案伴隨系統的成長。因此，有先天的高可靠度存在，加上臺達NT系列UPS是經過嚴格設計及產品檢驗的產品，經由ISO900工廠生產出來，能提供給用戶最好的質量保證。

2．可用性分析：如圖一所示的安全供電配電方案中，搭配發電機及N+1的冗余設計供電方案，大大提高了市電斷電及UPS故障的冗錯的能力。

3．可管理性分析：透過臺達UPS監控軟件電力管理大師及以太網卡作遠端網絡監控，能對UPS作最完善的管理控制詳情請看集中監控一節內容。

4．性能分析：整體系統的規劃，包括購置及運輸成本的投入。安全效果及集中監控的性能優勢已描述于上文之中，至于對臺達NT系列UPS產品本身的電氣特性也很優越，詳情請看產品特性介紹一節說明。

5．可維護性分析：依照上述的系統配置方案，可使UPS在不帶維修時，使系統仍可繼續向負載供電。并且有N+1的冗余供電保障。

6．成本分析：在上述效果分析中已對購置成本及運輸成本作了較詳細的分析。

六、集中監控介紹

    臺達UPS所設計的此次方案，采用了電力管理大師管理者的監控軟件，稱為Delta UPS UPSentry Manager監控軟件來將3臺UPS作集中監控。以下對此集中監控作進一步介紹。

    臺達UPS UPSentry Manager遠程集中監控管理軟件：可以對所有的UPS系統經由廣域網或專線網絡進行集中監管，以監視各UPS的運行情況并作記錄，當各UPS有事件告警時，manager軟件會自動亮燈告警，并跳出圖屏，顯示該告警UPS的問題，平時也可以點閱各聯網UPS，以階層式管理方式完成集中管理。如圖四。 
            
                               圖（四）監控中心的配置
階層式管理：

    以實際上UPS的位置來區分群組關系,分水平與垂直方式進行階層式管理，是較佳的方式如圖五。 
        
    水平監控方式：UPS管理人員可以事先規劃當電力事件發生時各監控軟件所采取的保護動作，當電力狀況發生時管理者可以一步步追蹤找出有問題的UPS并分析電力事件原因，讓管理者對每次發生的電力事件在第一時間即被告知并提供充分的信息，使之從容的處理該網絡UPS所保護的設備。

垂直監控方式：

    由于階層式架構非常適于以樹狀圖來表示，并且集中監控程序提供樹狀圖有助于管理者一眼就能找出所有異常的UPS，當面臨多部UPS同時告警時就不需要為了查詢各UPS最新狀態而經常切換數個監控畫面如圖六。 
                               
共享統一的告警接口

    在整合了所有網絡UPS后集中監控程序還有一項好處就是共享一致的告警接口。管理都只需在集中監控程序設定一次即可套用于所有聯機的網絡UPS，不需要每裝一部UPS就移植到監控軟件端設定一次通知的方式，如：電子郵件﹑呼叫器﹑網絡廣播等，對于SNMP卡的監控方式也可以簡單易懂的圖形接口方式來呈現，管理者不再需要花時間去了解SNMP的通訊原理及UPS MIB的敘述。

    網絡管理達成效果：  

    集中管理的好處不僅是減少人力資源的浪費，并能在電力事件發生的瞬間便可以獲得準確的信息，同時縮短反應的時間。一旦電力事件發生時可以馬上獲得最快最正確的信息，并可以主動聯系第一線的人員，指導其正確地處理程序，以減少損失。

達到的效果：

(1) 安全可靠的高品質供電
(2) 分散供電，集中管理，人力資源的高效化
(3) 同時對全區多于500個的UPS集中監管
(4) 對UPS無人職守的監管，可達到實進告警，實時處理。

七、結論

    本文首先描述了銀行總行或省級銀行客戶的需求，并且依據需求逐一給予作設計方案的說明，而在系統實施方面及初步建設后期建設也給予考量并作了方案的說明。在效果分析方面，針對購置成本、運輸成本、安全效益上及集中管理上作了深入的分析。此外，在規劃好的方案中作了可靠性、可用性、可管理性、性能上及可維護性、成本分析上等特性也都作了特性上的分析及說明。

    最終對集中監控及產品特性上，還有專業服務上都作了詳細的說明。希望能利用此文提供給更多的用戶作參考，以作為日后臺達UPS能為眾多客戶服務的機會。