信息時代的ＵＰＳ系統

2019-11-03 09:58:55

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　市場需求的技術進步是推動ＵＰＳ技術發展的兩大動力，在此基礎上，以電子商務為發展動力的“互聯網經濟”得以迅猛地發展。在當今的社會和經濟活動中，如果哪家企業或機構長期游離于“互聯網經濟”之外，必將遲早被社會所淘汰。近年來，為互聯網接入服務（ＩＳＰ），互聯網綜合信息應用服務和無線上網等提供互聯網增值服務的互聯網數據中心，網絡數據交換中心如雨后春筍般地在世界各地迅速崛起。眾所周知：將計算機網絡和電信網絡有機地集合在一起的第三代互聯網技術，必將歷史性地承擔起向國民經濟的各個重要領域提供３６５ｄ×２４ｈ的高可靠的，高安全度的和高效的信息資源（數據，語音和圖象）服務的重任。

　　為了向各網站和廣大終端用戶提供快速和高速的互聯網服務，在客觀上，要求這些“互聯網數據中心”必須提供盡可能大的“數據吞吐量”，以滿足迅速擴大的網民對信息資源共享和共聯的需求；要求它必須具有足夠寬的“寬帶傳輸特性”，以便向終端用戶提供高速和高效的互聯網信息增值服務。為此，要求“網絡數據交換中心”在執行數據的處理、存儲和傳輸過程中，其“誤碼率”應該盡可能地低，以便向用戶提供連續和準確無誤的信息資源。為達此目的，當今互聯網發展的新趨勢之一是：將原來分散于各企業中的小型局域網中的成千臺相關的服務器，集中在互聯網數據中心和互聯網交換中心中，以便在各網站之間執行“一步到位”式的數據交換操作；它通過整機租用服務器，托管服務，專線輸入和網管服務等方式向網站和企業出租帶寬和提供計算資源／信息資源服務，從而將專業化的網絡管理水平和互聯網的整體運行效率提高到一個嶄新的發展水準上。

信息網絡用ＵＰＳ的三大特點

　　大量實踐表明：ＵＰＳ供電系統所提供的逆變器電源質量的高低，是影響互聯網能否向它的最終用戶提供高速、可靠和安全的３６５ｄ×２４ｈ的“全天候”的互聯網增值服務的關鍵因素之一。因此，當今判斷一套ＵＰＳ供電系統的質量高低的標準應該是：

　　１、高可靠性

　　要求ＵＰＳ本身具有１００％的可靠性。這是因為：如果向互聯網供電的ＵＰＳ的可靠性為９９％時，就可造成互聯網每年停機８７．６ｈ；當ＵＰＳ的可靠性為９９．９％時，就會造成互聯網每年停機８．７６ｈ，即使ＵＰＳ的可靠性高達９９．９９９％，它也可能造成互聯網每年停機５．２６ｍｉｎ。由此可見，互聯網對ＵＰＳ供電系統可靠性的要求是何等之高。按照當今的ＵＰＳ制備技術水平，唯一能完善地解決這個問題的辦法是采用雙總線輸入＋ＵＰＳ冗余直接并機供電系統＋雙總線輸出＋“負載自動切換”開關的供電體制才有可能達到此目標。這是因為這是一種具有高度“容錯”功能的冗余供電系統，只要設計妥當，就可以消除可能出現在互聯網供電系統中的“單點瓶頸”型故障隱患。

　　２、高可利用率

　　在這里所說的“高可利用率”是指ＵＰＳ供電系統應該為互聯網設備提供能充分發揮其技術潛力的電源運行環境，也就是說ＵＰＳ供電系統不應該是只能保證向互聯網設備提供１００％的不中斷供電的能源提供系統，它更應該是能確保“互聯網設備”不會因為ＵＰＳ的供電質量不高而處于“降額使用”狀態的、“凈化型”的高質量供電系統。有資料顯示，迫使互聯網設備進入“降額使用”狀態的重要原因是“誤碼率”偏高。“誤碼率”偏高會導致互聯網的運行速度大大下降，造成互聯網“誤碼率”高的重要原因之一是：來自互聯網供電系統的各種“干擾”。有的用戶曾做過如下實驗：當采用雙隔離變壓器輸出（交流旁路通道＋逆變器輸出通道）的ＵＰＳ向局域網供電時，其數據傳輸率為２０個數據包ｓ；當改用零線對地線電位偏高的某型號ＵＰＳ向同一局域網供電時，其數據傳輸率僅為８個數據包ｓ（這就意味著：造成局域網系統的實際“可利用率”幾乎下降６０％左右）；造成此類“麻煩”的原因是在后一種ＵＰＳ的供電系統中出現了“調制干擾”。由此可見：不同類型的ＵＰＳ供電系統只能為互聯網提供不同級別的“抗干擾”保護，它們為互聯網可能提供的“可利用率”水準也會相差很大。這樣一來，擺在ＵＰＳ用戶及ＵＰＳ應用設計人員面前的重要任務之一是應該高度重視各種“電源干擾”對互聯網的高效運行所可能帶來的“潛在威脅”，尋求一種可向互聯網設備提供純凈，穩定電源的ＵＰＳ供電系統。

　　３、抗干擾能力

　　ＵＰＳ供電系統應具有較強的抗“人為或自然災害”的能力，以防在出現“突發性”事故時，造成互聯網運行的癱瘓。

　　例如：如果出現像科索沃戰爭期間，西方國家使用“石墨炸彈”來破壞南斯拉夫的供電體系等這類“人為事故”時，ＵＰＳ供電系統是否具有不會出現“瞬間停止”供電長時間停電事故的高“保安度”的系統設計方案和配置則是十分重要的。

　　考慮到互聯網數據中心必須要具備３６５ｄ×２４ｈ的連續運行能力（要求網絡的連通率至少要達到９９．９９％以上）以及配置有功能強大的網管中心的現實。一般說來，它不需要、也不允許將過去ＵＰＳ廠家為“非連續工作”的小型局域網所開發的電源管理軟件被原封不動地裝載在一臺單獨的ＰＣ監視平臺上。為此，要求ＵＰＳ廠家應提供必要的ＳＮＭＰ網絡接口或一組繼電器接口，以便將所有的ＵＰＳ監控信號納入數據中心統一的網管系統中。

現代ＵＰＳ的類型

　　近年來，在ＵＰＳ的生產過程中，以微處理器為核心的數字信號處理（ＤＳＰ）技術，高速網絡通信及高可靠性的ＣＡＮ網控技術等為代表的軟件可編程技術已被大量地采用。以高頻脈寬調制技術，內置具有“完善的自動保護功能”的大容量ＩＧＢＴ管，ＵＰＳ的關鍵功率驅動模塊的高效冷卻技術，可大幅度地降低功率驅動模塊的“開關瞬態功耗”的驅動電路技術，輸入功率因數自動校正技術，智能化“故障自診斷”檢測技術，智能化的電池的“充放電”管理及電池性能預測技術，遠程網管監控技術，圖形化輸出的“人－機”對話型菜單操作的大屏幕液晶顯示技術，及各種抗“干擾”抑制等新技術的不斷開發和改進，使得當今的ＵＰＳ，無論是在智能化的管理方面，產品可靠性的提高方面，還是優良的可維護性方面都獲得了前所未有的進步。

　　現在的ＵＰＳ產業已具備向用戶提供從后備式ＵＰＳ，在線互動式ＵＰＳ，Ｄｅｌｔａ變換型ＵＰＳ等非在線式ＵＰＳ到各種雙變換式的真在線式ＵＰＳ的能力。ＵＰＳ單機的輸出功率從幾百ＶＡ的小型單相ＵＰＳ到三進三出型的１０００ｋＶＡ數量級的大型在線式ＵＰＳ。相關的統計資料顯示：小型ＵＰＳ的平均無故障工作時間ＭＴＢＦ為幾萬ｈ，大型ＵＰＳ的ＭＴＢＦ為２０－４０萬ｈ。對于由大型ＵＰＳ所組成的“１＋１”型的冗余直接并機ＵＰＳ供電系統而言，其ＭＴＢＦ值高達２００萬ｈ左右。由此可見，不同的用戶可以根據自己的經濟實力和所需要保護的信息產品及工業自動化控制設備的重要性來挑選自己所需的ＵＰＳ產品。有一點需要特別說明的是：從應用技術的角度看，盡管所有上述的ＵＰＳ都能完成“不間斷”地向用戶的負載提供電源供應的任務。然而，只有帶雙輸出隔離變壓器的雙變換型在線式ＵＰＳ才有可能向用戶的負載提供純潔、穩壓、無頻率突變穩頻、無“干擾”存在的和波形失真度極小的“全天候”的高質量正弦波電源。

結束語

　　從提高互聯網運行效率的角度來看，還需要特別注意如何正確地設計ＵＰＳ供電系統的接地系統，以便為互連網能盡可能地達到１００％的“高可利用率”創造優良的電源供電環境。對于一套設計周到，選型適當的雙總線輸入和雙總線輸出型的ＵＰＳ冗余供電系統而言，它可以向用戶的關鍵設備提供具有如下優異特性的供電系統：

　　１、提供３６５ｄ×２４ｈ的高“可靠性”電源，以確保用戶的關鍵設備能不間斷地獲得高質量的供電；

　　２、具有高“容錯”功能的冗余供電體系，它能消除任何可能導致出現“單點瓶頸”型的故障隱患；

　　３、在確保用戶的負載由ＵＰＳ連續供電的條件下，具有對ＵＰＳ冗余供電系統中的某臺ＵＰＳ執行“完全停電”的定期維修故障檢修的能力；

　　４、這種冗余供電系統，即使在遇到下例“突發性故障”時，負責向用戶的關鍵負載供電的ＵＰＳ系統既不會進入由“市電交流旁路”供電的狀態，也不會進入“瞬間”供電中斷停電的狀態。

　　５、確保互聯網系統在數據的處理、存儲和傳輸過程中獲得盡可能低的誤碼率和低的數據丟包率，從而為互聯網的安全、可靠和高速的運行創造優異的供電條件。

----《通信世界報》