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在IT行業(yè)機(jī)房普遍指的是電信、網(wǎng)通、移動(dòng)、雙線、電力以及政府或者企業(yè)等,存放服務(wù)器的,為用戶以及員工提供IT服務(wù)的場所,小的幾十平米,一般放置二三十個(gè)機(jī)柜,大的上萬平米放置上千個(gè)機(jī)柜,甚至更多。機(jī)房里面通常放置各種服務(wù)器、小型機(jī)和各種保障機(jī)房溫度、濕度和電力的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著科技的進(jìn)步和信息化進(jìn)程的推進(jìn),IT機(jī)房的重要性越來越高,沒有了機(jī)房的信息保護(hù)和數(shù)據(jù)處理,工作、生活都會(huì)受到極大不便,企業(yè)的正常運(yùn)行也會(huì)受到嚴(yán)重影響。
正是因?yàn)閿?shù)據(jù)中心地位的凸現(xiàn),保護(hù)數(shù)據(jù)中心電力安全的UPS電源(不間斷電源系統(tǒng))取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在UPS電源行業(yè)中,由于使用環(huán)境、功率段和銷售類型的不同,對(duì)UPS電源有不同的劃分。通常情況被劃分為IT、SI(系統(tǒng)集成)和LSG(大型三相系統(tǒng)),在這里所提到的IT機(jī)房是指部門級(jí)的服務(wù)器機(jī)架數(shù)量在1-5個(gè)的小型數(shù)據(jù)中心。
通常情況下,我們很少關(guān)注電力問題,除了斷電?,F(xiàn)在有一種常見的誤解,就是認(rèn)為我們的市電,除了偶爾發(fā)生的斷電事故外,是連續(xù)而且穩(wěn)定的,其實(shí)不然。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng),上面連接了成千上萬各種各樣的負(fù)載,其中一些較大的感性、容性、開關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能,還會(huì)反過來對(duì)電網(wǎng)本身造成影響,惡化電網(wǎng)的供電品質(zhì)。另外意外的自然和人為事故,如地震、火災(zāi)、雷擊、輸變電系統(tǒng)短路等,都會(huì)危害電力的正常供應(yīng),從而影響負(fù)載的正常工作。
其實(shí),我們的電網(wǎng)就像一個(gè)河流,里面流淌著看似清澈的河水,但是當(dāng)我們需要飲用或有更高要求時(shí),我們才發(fā)現(xiàn)水質(zhì)存在各種各樣的問題。體現(xiàn)在電力問題方面就是,科技的進(jìn)步要求對(duì)精密儀器和信息處理系統(tǒng)有足夠的保護(hù)。根據(jù)電力專家的測試,電網(wǎng)中經(jīng)常發(fā)生并且對(duì)電腦和精密儀器產(chǎn)生干擾或破壞的問題主要有以下9種:停電、電壓下陷、突波、欠電壓、過電壓、切換瞬變、電子噪音、頻率波動(dòng)和諧波失真。我們將之成為威脅IT電力問題的9大難題。
UPS意為“不間斷電源”,是“Uninterruptible Power Supply”的縮寫,它可以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在停電之后繼續(xù)工作一段時(shí)間以使用戶能夠緊急存盤,使其不致因停電而影響工作或丟失數(shù)據(jù)。從其發(fā)展歷史來說,UPS電源經(jīng)歷了兩個(gè)階段:旋轉(zhuǎn)式UPS電源和靜態(tài)變換式UPS電源。
旋轉(zhuǎn)式UPS電源由整流器、電池、直流電動(dòng)機(jī)、柴(汽)油機(jī)、飛輪和發(fā)電機(jī)組成。在市電供電情況下,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪和發(fā)電機(jī)給負(fù)載供電;當(dāng)斷電后,由于飛輪的慣性作用,會(huì)繼續(xù)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),從而使發(fā)電機(jī)能持續(xù)給負(fù)載提供電源(電能-動(dòng)能-電能),起到緩沖的作用,同時(shí)啟動(dòng)柴(汽)油機(jī)。當(dāng)油機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同時(shí),油機(jī)離全器與發(fā)電機(jī)相連,完成從市電到油機(jī)的轉(zhuǎn)換。這是UPS的較早形式,盡管其維護(hù)簡單,也比較穩(wěn)定,但系統(tǒng)龐大,操作不便,而且效率低,噪聲大,電力品質(zhì)不高,技術(shù)條件的限制迫使人們不得不采用這種的解決方案。
隨著電腦網(wǎng)絡(luò)、和精密儀器的不斷涌現(xiàn)和大量應(yīng)用,旋轉(zhuǎn)式UPS已難以滿足要求。因此隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,另一種形式的UPS---靜態(tài)變換式UPS便應(yīng)運(yùn)而生了,這是我們目前見到的UPS類型。從技術(shù)上講,靜態(tài)式UPS分為三類:離線式(OFF LINE)、在線式(ON LINE)和在線互動(dòng)式(ON LINE INTERACTIVE)。
一般來說,這種UPS主要有兩種工作狀態(tài),分別工作于不同的市電環(huán)境下。當(dāng)市電正常時(shí),(指UPS可以接受、認(rèn)可的電壓幅值、頻率和波形比負(fù)載接受的范圍要大),由市電通過UPS給負(fù)載供電。UPS對(duì)市電進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓和穩(wěn)頻調(diào)整后,提供給負(fù)載更加穩(wěn)定和潔凈的電源。同時(shí),UPS通過充電器把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在電池中。當(dāng)UPS偵測到市電異常時(shí),切換到電池供電,通過逆變器(INVERTER)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?,供給負(fù)載,以保證對(duì)負(fù)載的不間斷電力供應(yīng)。這種UPS還有一種旁路(BYPASS)工作狀態(tài),它在剛開機(jī)或機(jī)器故障時(shí),可以把輸入經(jīng)高頻濾波后直接輸出,保障對(duì)負(fù)載的供電。
純?cè)诰€式和后備式
從工作原理上UPS可分為后備式(OFF LINE )和在線式(ON LINE )兩種。從備用時(shí)間上則可分為標(biāo)準(zhǔn)型和長效型兩種。
從原理上看,在線式UPS同后備式UPS的主要區(qū)別在于,后備式UPS在有市電時(shí)僅對(duì)市電進(jìn)行穩(wěn)壓,逆變器不工作,處于等待狀態(tài),當(dāng)市電異常時(shí),后備式UPS會(huì)迅速切換到逆變狀態(tài),將電池電能逆變成為交流電對(duì)負(fù)載繼續(xù)供電,因此后備式UPS在由市電轉(zhuǎn)逆工作時(shí)會(huì)有一段轉(zhuǎn)換時(shí)間,一般小于10ms,而在線式UPS開機(jī)后逆變器始終處于工作狀態(tài),因此在市電異常轉(zhuǎn)電池放電時(shí)沒有中斷時(shí)間,即0中斷。
2、在線互動(dòng)式
UPS除了以上兩種類型外,還有一種稱為在線互動(dòng)式(Line-Interactive)。所謂在線互動(dòng)式UPS,是指在輸入市電正常時(shí),UPS的逆變器處于反向工作給電池組充電,在市電異常時(shí)逆變器立刻投入逆變工作,將電池組電壓轉(zhuǎn)換為交流電輸出,因此在線互動(dòng)式UPS也有轉(zhuǎn)換時(shí)間。
同后備式UPS相比,在線互動(dòng)UPS的保護(hù)功能較強(qiáng),逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,而其的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的軟件功能,如可隨機(jī)帶有一些監(jiān)控軟件,可以方便的上網(wǎng)進(jìn)行UPS的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。