探讨信息机房中UPS电源建设的策略

探讨信息机房中UPS电源建设的策略

李志贤

（潍坊市中医院；山东潍坊261041）

摘要：UPS电源系统是信息机房设备运行的重要基础设备，直接决定了机房内重要负载是否能正常运行。在设计UPS电源系统时，既要节省投资，又要考虑系统的可靠性、灵活性，进一步完善中心机房配电系统的相关维护，实现标准化建设、科学化管理、兼顾扩展性的目的，从而确保UPS系统正常工作，为信息系统的安全稳定运行提供坚实有力的保障。基于此本文分析了信息机房中UPS电源建设的策略。

关键词：信息机房；UPS电源建设；策略

1、国内主流UPS分类

1.1、动态UPS

早期的UPS被称为旋转式UPS，是由整流器、电池、直流电动机、柴（汽）油机、飞轮和发电机组成。此种UPS操作不便，效率低，噪声大，电力品质不高，已经满足不了信息机房对电力品质的需求。

1.2、静态UPS

在市电供应正常时，由市电供应负载，当市电中断后，UPS通过蓄电池组转换为市电为负载继续供电。根据蓄电池组的多少，可以继续供电10分钟至数小时。在此期间，若市电不能恢复，还可以启动柴油发电机代替市电供应负载。

静态UPS从工作原理上可分为三类：后备式UPS、在线式UPS和在线互动式UPS等。（1）后备式UPS。后备式UPS在市电供应正常时，由市电供应负载。在市电供应中断时，UPS中的蓄电池与逆变器协同，将直流电转变为工频市电为负载供电，两者转换的时间大约为10ms左右，由于其结构简单、性价比高而广泛应用于单计算机、外设、POS机等。（2）在线式UPS。在线式UPS不论在何种工作状态下，都能保证输出稳压、稳频的纯净正弦波电源，可以有效防止电波干扰。由于逆变器一直在工作，因此不存在切换时间问题，其转换时间为零，但成本相对较高。（3）在线互动式UPS。在线互动式UPS智能化较高，当市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作状态（即整流），给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态，将电池组直流电转换为交流电输出，所以在线互动式UPS也有转换时间。与后备式UPS相比，在线互动式具有滤波功能，抗干扰能力强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，可应用于电力环境较恶劣的地区，也可为服务器、交换机、路由器等重要网络设备供电。

2、信息机房中UPS电源连接

2.1、双机主从式热备份（串机方式）

将作为从机的UPS1输出接到另一台作为主机的UPS2的旁路输入，正常运行时由UPS2供电，UPS1处于备份。当UPS2故障时，负载切换至UPS2旁路，由UPS1承担负载供给任务。此系统结构及控制简单，但存在以下缺点：（1）主机长时间工作，而从机处于长期待机状态，两机的元件老化程度不均匀，（2）在从机供电的状态下，主机静态旁路故障时将导致系统供电失败；（3）系统负载不能超过单机容量且以后无法扩容。

2.2、功率均分并联备份

该系统将两台或多台UPS逆变单元并联运行，正常时两台（或多台）逆变器同时向负载均分供电，当其中一台故障时，该UPS从系统中脱离，用户所需负载电流，由剩余逆变器按新的份额重新供电。此种方式目前有两种结构：一种是UPS通过外加并机柜方式并联，并机柜提供同步及多机均流控制，同时提供并联系统的总静态旁路；另一种是在每台UPS内安装一套逻辑控制板，控制各台机器的同步及均流输出。此方案的优点是易于扩容（采用并机柜方式时应将并机柜按终期考虑），通过冗余备份提高供电可靠性。

2.3、并联热备份

该系统将两台UPS的电池组输入，整流器输出及逆变器输出并联，并共用旁路（旁路同源）。正常时两台整流器同时向两逆变器供电，并向两组电池充电，通过逆变器输出静态开关选择其中一台逆变器向负载供电，两台整流器和逆变器分别互为备用，只有当两台逆变器同时故障时，系统将负载切至共同静态旁路，由市电继续向负载供电。该方案没有瓶颈故障点，任何一台UPS局部或整体故障，系统仍能继续向负载供电，由于真正输出只有一台逆变器，故也不存在逆变器间的环流。

3、信息机房中UPS电源建设的策略

3.1、UPS的日常巡查

为了确保UPS系统的安全运行，在长时间运行的情况下，应该合理安排巡视时间，每隔两个小时进行一次全面的检查，包括电流、电压以及频率等各项运行参数有无异常，是否在安全范围内，是否出现报警信息，内部散热扇是否处于正常运行状态;对于UPS的运行环境进行检查，合理控制机房与电池房的温湿度，温度控制在22士2度、湿度控制在50士5％，并时刻注意房间内的通风状况，保持清洁;对蓄电池状态进行检查，首先观察外壳有无破损、变形和渗漏的现象，外表的温度是否处于正常状态，连接的端子要拧紧通过严密的日常巡查，可以及时发现问题及时解决，降低故障发生率，保证UPS系统的安全稳定运行。

3.2、定期维护

定期维护是保证UPS系统安全稳定运行的基础保障，所以要制定合理的维护方案，确定维护周期和维护项目一般情况下，一个月会对UPS系统进行一次全面的维护，对于系统中的接线端子逐个检查，发现松动端子及时拧紧，对于发热变色的线路和端子要及时更换，以免发生故障;对UPS系统的内部进行清洁处理，保证内部各部件以及电路的清洁;在检查电容器时，注意是否存在冒、漏以及膨胀等现象;对于市电断电情况下，对电池的供电状况进行测试;对蓄电池的端电压以及内阻进行检查，如果端电压低于临界电压或者蓄电池的电阻在80豪欧以上时，要及时更换新的电池;对于机房内的防鼠、防水等各项装置进行检查，并且测试接地电阻是否在1欧以下通过定期维护工作，可以减少安全隐患，确保UPS系统处于良好的运行环境下。

总之，UPS电源在信息通信技术支持下，能够有效为计算机或多媒体系统提供更为可靠和安全的电源，为人们生活水品的提高奠定了基础。本文分析了信息机房中UPS电源建设的策略，以期提供一些借鉴。

参考文献：

[1]员翠.浅析UPS电源在电力调度自动化系统中的运用和维护[J].建材与装饰，2016，(46):214-215.

[2]任秀英.UPS中双向DC-DC变换器的拓扑改进及其效率提高研究[D].哈尔滨工业大学，2016.