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网络时代的UPS供电系统

2/14/2005来源:通信电源人气:10536

网络时代的UPS供电系统 由计算机网络和通信网络所构成的数据通讯网络给以Internet为代表的信息产业所带 来的深远影响早已为人所共知。随着网络开放性、互连性和共享性程度的扩大,能否确保 网络“数据流”得以安全、高速和可靠地进行处理和传送变得越来越重要。当今人们对网 络的依赖度是如此之高,以致一旦网络因故在顷刻之间瘫痪时,它将会使得我们的生活在 瞬间变得混乱不堪。为使得用户的网络系统具有尽可能高的可靠性,可用性和安全性,UPS 电源必须跟踪和满足互联网、数据处理中心、电信和电子商务等发展的需求。有必要特别 重视如下几方面。 认清UPS保护功能的演变趋势 综观近十年UPS保护功能的发展趋势,可大体分三个阶段。 90年代初,UPS以确保用户的计算机设备得以安全运行和万一发生市电故障时,能提供 龙时间中断的电源来确保用户的数据不致丢失为其保护重点。 90年代中期,出现在UPS上配置RS232接口和在计算机监控平台上配置各种电源监控软 件为代表的智能化UPS,保护重点为用户数据的完整性。 90年代末,UPS以确保网络系统具有“高可用性”为其保护重点,根据有关统计资料, 要求UPS的逆变器电源的可利用率应达到99.999%数量级。在这里所说的可用性是指网络 “数据流”的误码率小于用户所设的预定值的时间占网络设备的总运行时间之比。 在线式UPS是网络系统的最佳选用机型 家庭网络、企业网络、政府网络是当今中国流行的三大计算机网络。一般说来,除要 求不高的家庭网络可选用后备武、在线互动式和Delta。型UPS外,对于后两种网络以选用 在线式UPS为宜。如大家所知,在线式UPS是采用将一般的AC市电首先变成稳住的DC电源, 然后再经DC-AC变换在逆变器的输出瑞得到具有稳压、稳频、无谐波失真和无干扰的纯洁 正弦波电源,而其它三种UPS向用户提供的是仅对市电电压作稳压处理过的市电电源。显然, 在这些电源中,难于消除来自市电电网的瞬态浪涌、频率波动、波形畸变和各种电磁干扰 所可能带来的不利影响。在这种供电控制下,常见的故障类型有计算机“死机”、数据丢 失和出错、网络通讯的数据传输误差率增大、网络下载速率极慢、服务器产生“偶发性” 的自动关机/自检误动作,严重时会损坏Modem和服务器。例如,当在线互动式UPS的输入 电源的电压畸变度大于5%以上时,就易于使由它所供电的服务器产生偶发性的自动关机误 动作,从而导致网络瘫痪。 尽可能地提高UPS的可靠性 显然,只有设计和制造出具有高可靠性的UPS,才有可能确保网络系统硬件(计算机、 路由器、网关、集线器、交换机)得以安全运行。为此应注意改进下述几点。 *采用以微机处理器为核心的数字信号处理技术和运用可编程软件固化技术,以便尽 可能地减小控制板上的元件数量。在各控制板之间采用高速串行数字网络通信线和CAN网控 技术采取代并行信号传输线(脆弱的扁平电缆),从而大幅度地减少控制板问的连线。 * 采用特殊的驱动电路设计和专业化的通风冷却设计方案,尽可能地降低功率器件的 温升。 * 鉴于冷和风扇是UPS中唯一的有机械磨损的易损器件,采用具有容错特性和可热更换 的冗余式风扇配置方案。 * 采用“1十1型的具有高度“容错”特性的直接并机冗金供电方案,对于某些高要求 的网络系统还采用UPS双总线输出供电方案。 * 提供UPS输出电缆线压降自动补偿功能,为网络设备提供稳压精度尽可能高的电源, 以增强网络系统的抗干扰性和工作容限(多数服务器的最佳工作范围为 220-240V)。 * 采用先进的恒流快速充电- 恒压浮充- 微小电流放电的“三阶”智能化充电设计 (同传统的“连续浮充”方案相比,可将电池的有效使用寿命提高50%以上)。 选用完善的UPS供电系统,最大限度地提高网络系统的可用性 计算机网络和通信网络的运行实践表明,仅仅确保UPS的高时靠性,而忽视整个网络 系统的供电系统的整体设计配置的完整性,并入一定能获得具有高对用性的网络系统。例 如:北京某银行曾由于它的2兆数字通信中继线突然出现高误码率而致使800多个网点和所 有ATM自动柜员机停止运行达1个半小时之久。为尽量减少此类“偶发性”故障的发生,应 注意以下问题。 * 尽可能地降低小线对地线的电位,它选用在逆企器和交流旁路供电通道上配有双原 边绕组“输出隔离变压器”的UPS机型。与此相反,对于“无输出隔离变压器”的UPS而言, 在它的小线与地线问时能会出现峰值为20伏左右的高频干扰。 * 树立确保“可用件”高地“节能”的设计思想。当今有多种“在线式UPS”可采用 “效率优化”工作方式,将UPS的AC-AC电源利用效率提供到99%。所谓“敬率优化”是指 通过修改软件设置的办法,将在线式UPS的逆变器置于空载运行的同时,让市电电源直接经 交流分路向负载“优先”供电。仅当市电电源的电压和频率超过预置的窗口时,UPS的逆变 器电源才承担向负载供电的任务。显然,这种工作方式并个适合于电网常被严重“污染” 的中国电网。 * 为计算机网络系统选配们应的抗高能瞬态浪涌抑制器,过高和过频的高能瞬态浪涌 的侵入,轻者会造成误码率增大。严重时会造成硬件损坏。为此,有必要在网络的电源线 输入端和数据通讯线接口处配置适当的防浪涌抑制器。 * 为满足网络管理系统的无人或少人值守的需求,应在 UPS上配置相应的电源管理软 件、SNMP适配器或MNMP-agent。软件来实现远程集中监控和管理,从而实现对智能化UPS供 电系统的遥测、遥信、遥控、故障远程自动诊断和产品性能老化趋势的闪动分析等监管功 能。 * 重视网络系统的抗干扰性处于和平时期的人们,对于病毒和“黑客”通过修改“源 代码”来恶意攻击网络所可能带来的危害早已有目共睹,但对于一旦发牛战争,计算机网 控中心和通信网络将会成为首批被打击和干扰的对象,未必都有充分的认识。为防患于未 然,对网络系统的抗干扰性应予以高度重视。 首先,统一规划,止确选择网络供电系统的中线、地线系统和屏蔽配置方案。其次, 对“外接电池组”应配置防电磁干扰和防“反灌噪音”装置。最后,考虑在逆变器的直流 输入总线上并联“飞轮型”直流变换器。 * 它选用实力雄厚的知名厂商和具有高水平的售后维修服务能力的供应商来提供UPS产 品。相关统计资料显示,对于正公服役的UPS供电系统,仅有 40%左右的机组真正能达到 它们的预期MTBF值。产牛此现象的原因之一是,未能在工厂或安装现场时,执行严密的调 试操作和正确的参数设置所致。