数据中心中UPS电源技术解析

摘要:GB50052---1995《供配电系统设计规范》中的强制性条文规定:"一级负荷中特别重要的负荷,除由两个电源供电外,尚应增设应急电源。"柴油发电机组可以作为应急电源,但其反应速度太慢,要15,才能恢复供电,这与现代化的通信及网络信息数据流无法匹配。因此,工程中的一些重要部门和系统必须考虑不间断电源UPS供电。

1.交流不间断电源系统供电

在下列情况下应设计并采用交流不间断电源系统供电:

(1)对供电可靠性要求较高,采用备用电源自动投人方式或柴油发电机组应急自启动方式等仍不能满足要求时。

(2)一般稳压稳频设备不能满足要求时。

(3)需要保证顺序断电安全停机时。

(4)电子计算机系统实时控制时。

(5)电子计算机系统联网运行时。

计算机设备对电源要求质量较高,不仅要求采用不间断供电系统,而且要求电源电压波动在一定范围以内才能正常工作。网络数据传输设备要求电源电压的波动在±5%以内。

2.UPS的特性

UPS是一种高质量、高可靠性的独立电源,是一种蓄电池静止型不间断供电装置。它由整流器、逆变器、交流静态开关和蓄电池组组成。平时,市电经整流器变为直流对蓄电池浮充电,同时经逆变器输出高质量的交流净化电源供重要负载,使其不受市电的电压、频率、谐波干扰。当市电因故停电时,系统自动切换到蓄电池组,蓄电池放电,经逆变器对重要负荷供电。

UPS的不间断特性体现在其"同步切换"工作程序上,当市电与逆变器进行切换时,其控制系统会适时地检测市电的同步范围,在市电不超限时,逆变器实现"先通后断"的供电,从而保证了供电系统的"无间断切换"。

市场上的UPS产品,其容量规格大致有0.25、0.4、0.6、1、2、3、4、5、10、15、20、40、60、80、100、120、160、200、300、400、500、600、800、1000kV A等,并巳形成系列化产品。一般都经IS0g00l国际质量标准认证、UL安全标准及CE抗电磁干扰认证和标记。多数采用了PWM脉宽调频技术、PIGBT高效功率器件、微处理器主/从控制技术等,可双机或多机并联。具备电池测试维护、微机监控元人值守、可远程通信等功能;在机器构成上,元器件标准化、模块化、互换性好;有宽电压输入、高效率输出、过载能力强等优良性能。

3.UPS的供电方式

UPS电源的工作方式根据用电设备对供电可靠性和连续性的要求可分为单一式、并联式、冗余式和并联冗余式等方式;根据用电设备对供电可靠性和管理方便的要求也可分为分散式、集中式、分散与集中相结合三种方式。分散式UPS供电采用的设备容量都比较小,支持时间较短,适合用于一些办公区和控制室;集中式UPS供电适合一些要求支持时间较长和较大型的计算机网络机房等。应当根据甲方需求来确定采用哪种UPS的供电方式和容量。集中设置的UPS电源容量的统计需由设计方与业主密切配合,并考虑所选UPS产品的转换效率。尤其是功率较大时,UPS转换效率非常重要,效率高就可节省初期投资和长期能源损耗的费用。

一般情况下,机房供电采用市电十UPS后备电池相结合的方式较多。正常情况下,市电通过UPS稳频稳压后给计算机设备供电,保证计算机设备的电能质量;当市电停电时,后备电池通过UPS逆变后给计算机设备供电,保证计算机设备的电源。市电与UPS后备电池间通过静电转换开关切换,确保计算机设备无瞬间断电。

UPS供电为集中方式时,还应充分考虑UPS机房的设备布置、馈线的铺设、主机柜的散热和整个机房的降噪措施等;对于分散式UPS供电,分散在各处的UPS容量都很小,上述问题可不予考虑。但是,UPS电源都应引自双电源末端互投配电柜(箱)的出线回路,不能从普通插座接引。

设计UPS供电方案时,针对分散在各处的重要控制室,在保证双电源末端自投的一级供电模式下,采用分散式小型UPS电源作为后备供电也很实用。

4.尽量避免过电流充电

过电流充电易造成电池内部的正负极板弯曲,使极板表面的活性物质脱落,造成电池可供使用容量下降,情况严重时会造成电池内部极板短路而损坏。

5.尽量避免蓄电池过电压充电

过电压充电往往会造成蓄电池电解液所含的水被电解分离成氢气和氧气而逸出,从而使电池使用寿命缩短。

6.更换活性下降、内阻过大的电池

(1)随着UPS电源使用时间的延长,总有部分电池的充放电特性会逐渐变坏,端电压明显下降,这种电池的性能不可能再依靠UPS电源内部的充电电路来解决,继续使用会存在隐患,应及时更换。

(2)由于蓄电池内阻增大,当用正常的充电电压对电池进行充电已不能使蓄电池恢复其充电特性时应及时更换。电池的内阻一般在10--30mn,如果电池的内阻超过200m巴则将不足以维持UPS的正常运行,对内阻偏大的电池必须更换。

7.避免新旧蓄电池混用或新旧电池混合充电

由于新电池的内阻都比较小,而旧电池的内阻都有不同程度的增大,当新旧电池混合在一起充电时,由于旧电池的内阻大,分压会相对偏大,极容易造成过电压充电现象;而对于新电池,内阻较小,充电电压小但电流偏大,又容易造成过电流现象,所以在充放电过程中应避免新旧电池混充。

8.蓄电池的使用环境

电池的使用寿命与环境温度密切相关,电池处于较低温度时,蓄电池中的锌板容易粉化,失去蓄电性能,造成永久性损坏;温度过高时,电池的容量也会下降,情况严重时会造成永久性损坏。根据电池生产厂家的技术规范,电池的最佳使用温度是2~25℃,在该温度范围使用,可延长电池的使用寿命。

总之,做好UPS蓄电池的维护工作,可以减少UPS的故障,提高系统运行的稳定性。通过对电池的维护可以提高电池的使用寿命。

本文转自d1net(转载)

时间: 2025-01-21 06:20:40

数据中心中UPS电源技术解析的相关文章

在数据中心中使用可再生能源:PUE=总设施电源/IT设备电源

今年年初,社交网络巨头Facebook结束在俄勒冈州派恩维尔的最新的数据中心的建设.Facebook高管在新闻发布会上宣称这个新的设施在数据中心设计和运营方面创造了环境保护责任的新标准.这些标准采用了可再生能源策略,包括雨水再利用.太阳能和热量再循环. 到目前为止,IT行业环保努力的节能优势是明显的,尽管一些企业并不总是采取这些做法.由于电价上涨,甚至象征性的努力也会显著节省成本. 但是,显而易见的是节能在未来几年里将变得更加重要.随着IT马力的增加,数据中心更是如此.因此,高效率的数据中心运营

透视数据中心中的25G、50G和100G技术

企业和云级网络的数据中心中各种"G"比比皆是,是时候搞清楚他们的性能了. 云计算的兴起和数据中心的扩展推动着最新的以太网速度升级,而基于云技术的大数据也已然增加了运营商的工作负载.为满足这一需求,数据中心通过增加与现有基础设施并行的带宽能力实现扩展.预期中25G和100G以太网部署的快速增长就是这一趋势的明证. 为了能够处理不断增大的数据负载,业界最大规模的远距离云企业已纷纷与他们核心网络的数据中心运营商一起,共同转向使用 100G以太网架构.不过大多数运营商认为,对服务器连接来说,1

如何改变运维在数据中心中的地位

运维是数据中心里最为重要的工作,但却常常被人所忽略,这主要原因在于运维的工作是花钱部门,并且投入资金短时也看不到效果.而在运行出了故障时,又要运维被黑锅,将矛头指向了运维.实际上,一个数据中心运行的是否稳固是从其最开始建设就一定程度上决定了,就像一个人一样出身是非常重要的,虽然并不能代表全部.一个数据中心在最开始建设的时候要求就很高,各方面建设非常标准,冗余和备份系统非常完善,这样的数据中心后期运维也会很轻松,故障发生概率很低,即便出了故障也有备份系统正常接管业务,确保业务不受任何影响.不过,就

数据中心四大灾备技术解析

灾备技术是指在一个数据中心发生故障或灾难的情况下,其他数据中心可以正常运行并对关键业务或全部业务实现接管,达到互为备份的效果,好的灾备技术可以实现用户的"故障无感知".灾备是一项综合系统工程,涉及到备份.复制.镜像等多种不同技术,系统建设复杂程度高.因此,一般只有在大型企业和金融行业应用较多.我国在2007年时颁布了首个关于灾备的国家标准<信息系统灾难恢复规范>(GB/T 20988-2007),是我们在灾备建设时重要的参考性文件.现在的数据中心承载的业务越来越重要,引入有

高密度光纤链路在数据中心中的应用 中篇

危险的跳线 最基本及必需的组件,跳线,是一种很容易管理的系统, 但是同时它也可能是最 复杂及最麻烦的东西.通常的问题都是这样:这条跳线的另外一端在 那里?如果(跳线)没有插上会有什么坏的影响? 我要如何或者是在那里才能提供 新的线路?一个健全的标签及文档系统,是第一重要的事情,但是大部分的跳线,特别是在高密度应用的区域,经常是出乎用户逻辑控制之外.端口密度将会因适合光纤接口类型而受到限制,那些SFP光纤转换器,并且是双工的LC接头,近年来已经减少了光纤接头的体积并提高了二倍的光纤密度.相对的,那

[Java]XML数据的请求和DOM技术解析

刚刚看到一条微博 今天距离2009级离校倒计时还有100天 借用"三国杀"里面张辽归天说的一句话--"真的没想到".这浑浑噩噩的四年没想到就快没了.没想到啊. 临近毕业季,虽说没课,但是繁琐的事情很多.工作,毕业设计,论文,实习报告--单单找工作就让焦头烂额.也就因为这诸多的原因,博客很久没有更新.这也算是给某公司面试官的回答吧. 言归正传,技术人终究讲技术.由于毕业设计的缘故,需要写Java解析XML文件.(说起毕业设计就想起坑爹的队友,三个人的小组就我一个人在奋

数据中心中的流量该如何保护?

数据中心安全的原始模型是基于安全威胁是来自外部的假设.故而保护数据中心的这些基础设施的安全架构都主要是专注于在数据中心和外部世界之间建立一个网络外围边界.而这一外围边界的基础便是一道防火墙,其将负责检查所有的南北走向的流量,这些流量主要是在数据中心和互联网之间传输.防火墙负责在这些数据流量中寻找违反安全管理策略和所存在的其他可疑活动的迹象.然后,其便采取相应的措施,如阻止流量传输.标记额外的附加信息,并通知操作管理员. 尽管数据中心仍然需要排查南北走向的流量,以及时发现外部安全威胁,但现在的安全

保护数据中心中的流量

部署下一代的防火墙可以保护进出数据中心.以及在企业内部的服务器之间传输的网络流量. 现如今的企业组织可以说是采用了各种各样的数据中心架构.有些企业组织选择为每款应用程序利用专用的物理服务器,运行一个企业私有的.单一组织的设施.其他有的企业组织则选择了一款为数百或数千家客户提供虚拟服务器的公有云设施.所有这些数据中心都有一些共同点:均需要保护他们的应用程序和数据的安全,进而免受越来越多的复杂的网络安全的威胁. 任何数据中心安全策略的关键部分都是通过采用了下一代的物理和虚拟防火墙的协同工作,来监控和

100G及超100G数据中心光模块的技术选择

如今,越来越多的数据中心运营商部署数据中心基础设施管理(DCIM)软件,这不仅帮助他们有效监控关键的基础设施,巩固其数据中心的市场地位,同时也有助于优化数据中心服务. 但企业广泛采用DCIM任重道远.一些企业正在使用一种新的数据中心管理软件,超越了DCIM管理基础设施的能力,可以获得更高的效率,敏捷性和竞争力.这种新的软件被称之为数据中心服务优化(DCSO). 超越DCIM DCIM软件被认为是数据中心运营的现代管理工具.10多年来虽然市场上推出了许多DCIM产品,但其采用率还比较低.根据调查机