網(wǎng)絡(luò)時代的UPS供電系統(tǒng)
2019-11-03 09:52:43
供稿：網(wǎng)友
網(wǎng)絡(luò)時代的UPS供電系統(tǒng) 由計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)給以Internet為代表的信息產(chǎn)業(yè)所帶來的深遠影響早已為人所共知。隨著網(wǎng)絡(luò)開放性、互連性和共享性程度的擴大，能否確保網(wǎng)絡(luò)“數(shù)據(jù)流”得以安全、高速和可靠地進行處理和傳送變得越來越重要。當今人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴度是如此之高，以致一旦網(wǎng)絡(luò)因故在頃刻之間癱瘓時，它將會使得我們的生活在瞬間變得混亂不堪。為使得用戶的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有盡可能高的可靠性，可用性和安全性，UPS電源必須跟蹤和滿足互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、電信和電子商務(wù)等發(fā)展的需求。有必要特別重視如下幾方面。 認清UPS保護功能的演變趨勢 綜觀近十年UPS保護功能的發(fā)展趨勢，可大體分三個階段。 90年代初，UPS以確保用戶的計算機設(shè)備得以安全運行和萬一發(fā)生市電故障時，能提供龍時間中斷的電源來確保用戶的數(shù)據(jù)不致丟失為其保護重點。 90年代中期，出現(xiàn)在UPS上配置RS232接口和在計算機監(jiān)控平臺上配置各種電源監(jiān)控軟件為代表的智能化UPS，保護重點為用戶數(shù)據(jù)的完整性。 90年代末，UPS以確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有“高可用性”為其保護重點，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，要求UPS的逆變器電源的可利用率應(yīng)達到99.999%數(shù)量級。在這里所說的可用性是指網(wǎng)絡(luò)“數(shù)據(jù)流”的誤碼率小于用戶所設(shè)的預(yù)定值的時間占網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的總運行時間之比。 在線式UPS是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最佳選用機型 家庭網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、政府網(wǎng)絡(luò)是當今中國流行的三大計算機網(wǎng)絡(luò)。一般說來，除要求不高的家庭網(wǎng)絡(luò)可選用后備武、在線互動式和Delta。型UPS外，對于后兩種網(wǎng)絡(luò)以選用在線式UPS為宜。如大家所知，在線式UPS是采用將一般的AC市電首先變成穩(wěn)住的DC電源，然后再經(jīng)DC－AC變換在逆變器的輸出瑞得到具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、無諧波失真和無干擾的純潔正弦波電源，而其它三種UPS向用戶提供的是僅對市電電壓作穩(wěn)壓處理過的市電電源。顯然，在這些電源中，難于消除來自市電電網(wǎng)的瞬態(tài)浪涌、頻率波動、波形畸變和各種電磁干擾所可能帶來的不利影響。在這種供電控制下，常見的故障類型有計算機“死機”、數(shù)據(jù)丟失和出錯、網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳輸誤差率增大、網(wǎng)絡(luò)下載速率極慢、服務(wù)器產(chǎn)生“偶發(fā)性”的自動關(guān)機/自檢誤動作，嚴重時會損壞Modem和服務(wù)器。例如，當在線互動式UPS的輸入電源的電壓畸變度大于5％以上時，就易于使由它所供電的服務(wù)器產(chǎn)生偶發(fā)性的自動關(guān)機誤動作，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 盡可能地提高UPS的可靠性 顯然，只有設(shè)計和制造出具有高可靠性的UPS，才有可能確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件（計算機、路由器、網(wǎng)關(guān)、集線器、交換機）得以安全運行。為此應(yīng)注意改進下述幾點。 *采用以微機處理器為核心的數(shù)字信號處理技術(shù)和運用可編程軟件固化技術(shù)，以便盡可能地減小控制板上的元件數(shù)量。在各控制板之間采用高速串行數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通信線和CAN網(wǎng)控技術(shù)采取代并行信號傳輸線（脆弱的扁平電纜），從而大幅度地減少控制板問的連線。 * 采用特殊的驅(qū)動電路設(shè)計和專業(yè)化的通風冷卻設(shè)計方案，盡可能地降低功率器件的溫升。 * 鑒于冷和風扇是UPS中唯一的有機械磨損的易損器件，采用具有容錯特性和可熱更換的冗余式風扇配置方案。 * 采用“1十1型的具有高度“容錯”特性的直接并機冗金供電方案，對于某些高要求的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還采用UPS雙總線輸出供電方案。 * 提供UPS輸出電纜線壓降自動補償功能，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供穩(wěn)壓精度盡可能高的電源，以增強網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗干擾性和工作容限（多數(shù)服務(wù)器的最佳工作范圍為 220－240V）。 * 采用先進的恒流快速充電- 恒壓浮充- 微小電流放電的“三階”智能化充電設(shè)計（同傳統(tǒng)的“連續(xù)浮充”方案相比，可將電池的有效使用壽命提高50％以上）。 選用完善的UPS供電系統(tǒng)，最大限度地提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性 計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)的運行實踐表明，僅僅確保UPS的高時靠性，而忽視整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的供電系統(tǒng)的整體設(shè)計配置的完整性，并入一定能獲得具有高對用性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。例如：北京某銀行曾由于它的2兆數(shù)字通信中繼線突然出現(xiàn)高誤碼率而致使800多個網(wǎng)點和所有ATM自動柜員機停止運行達1個半小時之久。為盡量減少此類“偶發(fā)性”故障的發(fā)生，應(yīng)注意以下問題。 * 盡可能地降低小線對地線的電位，它選用在逆企器和交流旁路供電通道上配有雙原邊繞組“輸出隔離變壓器”的UPS機型。與此相反，對于“無輸出隔離變壓器”的UPS而言，在它的小線與地線問時能會出現(xiàn)峰值為20伏左右的高頻干擾。 * 樹立確?！翱捎眉备叩亍肮?jié)能”的設(shè)計思想。當今有多種“在線式UPS”可采用“效率優(yōu)化”工作方式，將UPS的AC－AC電源利用效率提供到99%。所謂“敬率優(yōu)化”是指通過修改軟件設(shè)置的辦法，將在線式UPS的逆變器置于空載運行的同時，讓市電電源直接經(jīng)交流分路向負載“優(yōu)先”供電。僅當市電電源的電壓和頻率超過預(yù)置的窗口時，UPS的逆變器電源才承擔向負載供電的任務(wù)。顯然，這種工作方式并個適合于電網(wǎng)常被嚴重“污染”的中國電網(wǎng)。 * 為計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)選配們應(yīng)的抗高能瞬態(tài)浪涌抑制器，過高和過頻的高能瞬態(tài)浪涌的侵入，輕者會造成誤碼率增大。嚴重時會造成硬件損壞。為此，有必要在網(wǎng)絡(luò)的電源線輸入端和數(shù)據(jù)通訊線接口處配置適當?shù)姆览擞恳种破鳌? * 為滿足網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的無人或少人值守的需求，應(yīng)在 UPS上配置相應(yīng)的電源管理軟件、SNMP適配器或MNMP-agent。軟件來實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控和管理，從而實現(xiàn)對智能化UPS供電系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控、故障遠程自動診斷和產(chǎn)品性能老化趨勢的閃動分析等監(jiān)管功能。 * 重視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗干擾性處于和平時期的人們，對于病毒和“黑客”通過修改“源代碼”來惡意攻擊網(wǎng)絡(luò)所可能帶來的危害早已有目共睹，但對于一旦發(fā)牛戰(zhàn)爭，計算機網(wǎng)控中心和通信網(wǎng)絡(luò)將會成為首批被打擊和干擾的對象，未必都有充分的認識。為防患于未然，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗干擾性應(yīng)予以高度重視。 首先，統(tǒng)一規(guī)劃，止確選擇網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)的中線、地線系統(tǒng)和屏蔽配置方案。其次，對“外接電池組”應(yīng)配置防電磁干擾和防“反灌噪音”裝置。最后，考慮在逆變器的直流輸入總線上并聯(lián)“飛輪型”直流變換器。 * 它選用實力雄厚的知名廠商和具有高水平的售后維修服務(wù)能力的供應(yīng)商來提供UPS產(chǎn)品。相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，對于正公服役的UPS供電系統(tǒng)，僅有 40％左右的機組真正能達到它們的預(yù)期MTBF值。產(chǎn)牛此現(xiàn)象的原因之一是，未能在工廠或安裝現(xiàn)場時，執(zhí)行嚴密的調(diào)試操作和正確的參數(shù)設(shè)置所致。
