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网络时代的UPS电源供电系统
作者：admin 发表时间：2011/5/20 10:41:16 阅读：次
由计算机网络和通信构成的数据通讯网络，给以Internet为代表的信息产业带来的深远影响早已人所共知。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与传送变得越来越重要。当今人们对网络的依赖度如此之高，以致网络一旦因故在顷刻之间瘫痪，它将使我们的生活在瞬间变得混乱不堪。为使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。有必要重视如下几点：
1、UPS的保护功能
综观近十年UPS保护功能的发展趋势，可大体分为如下三个阶段：
（1）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，能提供无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；
（2）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电源，保护重点为用户数据的完整性。当发生长时间停电故障时，通过执行可编程的有序自动存盘和关闭操作系统的办法，来保存用户的数据；
（3）90年代末，UPS以确保网络系统的“高可用性”为保护重点，根据有关统计资料，要求UPS中逆变器的可用率达到99.999％。这里所说的可用性是指：网络“数据流”和误码率小于用户所设预定值的时间占网络设备的总运行时间之比。
2、尽可能提高UPS电源的可靠性
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。为此应注意下述几点：
（1）采用以微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，以便尽可能地减少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讯线和CAN网控技术来取代并行信号传输线（扁平电缆），从而大幅度地减少控制板间的连线；
（2）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；
（3）鉴于冷却风扇是UPS中唯一有机械磨损的元件，宜采用具有容错特性和可热更换的冗余式风扇配置方案；
（4）采用“1＋1”型的具有高度“容错”特性的直接并机冗余供电方案，对于某些高要求的网络系统还可采用UPS双总线输出供电方案；
（5）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（多数服务器输入电压的 佳范围为：220～240V）；
（6）采用恒流快速充电—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）。
3、选用完善的UPS电源供电系统， 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的高可靠性，而忽视整个网络系统的供电系统之整体设计配置的完整性，并不一定能获得具有高可用性的网络系统。例如：北京某银行曾由于它的2M数字通讯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，应注意如下事项：
（1）尽可能地降低中线与地线的电位差，宜选用在逆变器和交流旁路供电通道上配有双初级绕组“输出隔离变压器”的UPS机型，而无“输出隔离变压器”的UPS，其中线与地线间可能会出现峰峰值为20V左右的高频干扰；
（2）为计算机网络系统选配相应的浪涌抑制器。过高和过多浪涌的侵入，轻者会造成误码率增大，重者会造成硬件（Modem和网关等）损坏。为此，有必要在网络的电源输入端和数据通讯线接口处配置适当的浪涌抑制器,见附表；
（3）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适接口类型RS232接口双线电话线接口以太网接口ISDN线路接口PC机/服务器电源输入端可承受的 大峰值电压（8/20μs）30V260V8V60V465V配器或SNMP—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自动分析等监管功能；
（4）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”来恶意攻击网络可能带来的危害早已有目共睹。但一旦发生战争，计算机网络中心和通讯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。为此应做到：
①统一规划,正确选择网络供电系统的中线、地线系统和屏蔽配置方案。
②对“外接电池组”应配置防电磁干扰和防“反灌噪音”装置。
③考虑在逆变器的直流输入总线上并联“飞轮型”直流变换器。
（5）宜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提供的UPS电源产品。相关统计资料显示：对于正在服役的UPS供电系统，仅有40％左右的机组真正能达到它们预期的MTBF值。产生此现象的原因之一是未能在工厂或安装现场执行严密的调试操作和正确的参数设置所致。
1、UPS的保护功能
综观近十年UPS保护功能的发展趋势，可大体分为如下三个阶段：
（1）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，能提供无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；
（2）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电源，保护重点为用户数据的完整性。当发生长时间停电故障时，通过执行可编程的有序自动存盘和关闭操作系统的办法，来保存用户的数据；
（3）90年代末，UPS以确保网络系统的“高可用性”为保护重点，根据有关统计资料，要求UPS中逆变器的可用率达到99.999％。这里所说的可用性是指：网络“数据流”和误码率小于用户所设预定值的时间占网络设备的总运行时间之比。
2、尽可能提高UPS电源的可靠性
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。为此应注意下述几点：
（1）采用以微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，以便尽可能地减少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讯线和CAN网控技术来取代并行信号传输线（扁平电缆），从而大幅度地减少控制板间的连线；
（2）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；
（3）鉴于冷却风扇是UPS中唯一有机械磨损的元件，宜采用具有容错特性和可热更换的冗余式风扇配置方案；
（4）采用“1＋1”型的具有高度“容错”特性的直接并机冗余供电方案，对于某些高要求的网络系统还可采用UPS双总线输出供电方案；
（5）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（多数服务器输入电压的 佳范围为：220～240V）；
（6）采用恒流快速充电—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）。
3、选用完善的UPS电源供电系统， 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的高可靠性，而忽视整个网络系统的供电系统之整体设计配置的完整性，并不一定能获得具有高可用性的网络系统。例如：北京某银行曾由于它的2M数字通讯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，应注意如下事项：
（1）尽可能地降低中线与地线的电位差，宜选用在逆变器和交流旁路供电通道上配有双初级绕组“输出隔离变压器”的UPS机型，而无“输出隔离变压器”的UPS，其中线与地线间可能会出现峰峰值为20V左右的高频干扰；
（2）为计算机网络系统选配相应的浪涌抑制器。过高和过多浪涌的侵入，轻者会造成误码率增大，重者会造成硬件（Modem和网关等）损坏。为此，有必要在网络的电源输入端和数据通讯线接口处配置适当的浪涌抑制器,见附表；
（3）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适接口类型RS232接口双线电话线接口以太网接口ISDN线路接口PC机/服务器电源输入端可承受的 大峰值电压（8/20μs）30V260V8V60V465V配器或SNMP—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自动分析等监管功能；
（4）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”来恶意攻击网络可能带来的危害早已有目共睹。但一旦发生战争，计算机网络中心和通讯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。为此应做到：
①统一规划,正确选择网络供电系统的中线、地线系统和屏蔽配置方案。
②对“外接电池组”应配置防电磁干扰和防“反灌噪音”装置。
③考虑在逆变器的直流输入总线上并联“飞轮型”直流变换器。
（5）宜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提供的UPS电源产品。相关统计资料显示：对于正在服役的UPS供电系统，仅有40％左右的机组真正能达到它们预期的MTBF值。产生此现象的原因之一是未能在工厂或安装现场执行严密的调试操作和正确的参数设置所致。
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