如(rú)果市電出現故障,UPS電源對于數(shù)據中心的作(zuò)用則至關重要(yào),因為(wèi)其所提供的保護遠遠超出其本身提供電源的作(zuò)用。通(tōng)常情況下(xià),來自(zì)重工(gōng)業設備的幹擾源可(kě)能(néng)會影響輸入電源的質量,導緻交流電源的波形畸變。而UPS電源設備可(kě)以防止這(zhè)些幹擾傳送到數(shù)據中心的敏感信息通(tōng)信技術(shù)設備,因此這(zhè)些幹擾不僅能(néng)夠使IT系統性能(néng)下(xià)降,而且有可(kě)能(néng)永久性地(dì)損壞硬件設備,導緻數(shù)據損壞和(hé)丢失,并嚴重影響組織的聲譽。
本文将讨論數(shù)據中心可(kě)能(néng)遇到的主要(yào)中斷問(wèn)題,以及UPS和(hé)相關設備如(rú)何防止這(zhè)些中斷造成危害。圖1列出了(le)對輸入電源的一(yī)些幹擾和(hé)影響。
電源幹擾類型
電源尖峰是疊加在交流電源波形上(shàng)的短時(shí)間(jiān)的極高電壓,可(kě)能(néng)會破壞電氣和(hé)電子設備。它們可(kě)能(néng)是由于雷擊,大電流設備的切換,電力公司的負載切換,甚至恒溫器故障所引起的。
由于電源線和(hé)地(dì)線之間(jiān)的幹擾,電氣噪聲可(kě)能(néng)是共模的。否則由于相線之間(jiān)或相線對中性線的幹擾,它可(kě)能(néng)是正常模式,其原因包括雷擊,負載切換,電纜故障和(hé)附近的射頻(pín)設備。
進入地(dì)線的高頻(pín)噪聲會影響使用供電系統接地(dì)的敏感電子電路的參考點,可(kě)能(néng)導緻計算機宕機并損壞數(shù)據。
浪湧是瞬間(jiān)出現超出穩定值的峰值電壓,通(tōng)常在大負載關閉後出現,或在變電站進行(xíng)負載切換之後出現。這(zhè)個相對長(cháng)的持續時(shí)間(jiān)可(kě)能(néng)導緻計算機開(kāi)關電源組件的劣化,并導緻過早失效。
電壓下(xià)陷是指低(dī)于額定值的低(dī)壓,并且持續時(shí)間(jiān)可(kě)能(néng)是一(yī)個或數(shù)個周期,其狀态與電源尖峰相似,隻是反向的,但(dàn)持續時(shí)間(jiān)更長(cháng)。通(tōng)常,大負載切換或旋轉機械啓動會導緻電壓下(xià)陷,如(rú)果時(shí)間(jiān)更長(cháng)的話,則可(kě)能(néng)導緻計算機重新啓動。
諧波通(tōng)常是由于正弦電壓加載在非線性負載,基波電流發生畸變而産生的。受控整流器,開(kāi)關電源或旋轉電機等負載容易引起這(zhè)種幹擾,其典型的來源包括電腦,複印機,激光(guāng)打印機和(hé)變速電機。另外(wài),随着溫度升高,諧波可(kě)能(néng)會導緻電流不成比例的上(shàng)升。這(zhè)些可(kě)能(néng)導緻部件故障,設備過熱(rè)等問(wèn)題。
數(shù)據中心的UPS供電系統
由于大多數(shù)電腦是由內(nèi)部開(kāi)關電源驅動的,随着機房設備中電腦數(shù)量的增加,逐漸産生了(le)諧波相關的問(wèn)題。在極端情況下(xià),諧波産生的熱(rè)量可(kě)能(néng)會破壞數(shù)據中心主要(yào)的中性線。
電壓跌落的持續時(shí)間(jiān)很(hěn)長(cháng),其後果通(tōng)常更嚴重。當市電不能(néng)滿足當前的負載需求時(shí),就會出現這(zhè)種情況,而在極端情況下(xià),這(zhè)種情況将會持續數(shù)小時(shí)。
斷電是電源完全失效,這(zhè)是組織投資部署UPS電源的最主要(yào)的原因。如(rú)果沒有UPS電源進行(xíng)斷電保護,其影響對于數(shù)據中心來說可(kě)能(néng)是毀滅性的。斷電的原因主要(yào)包括供電線路故障,發生事故,雷暴,以及一(yī)系列其他(tā)問(wèn)題。
UPS和(hé)幹擾保護
為(wèi)了(le)保護數(shù)據中心設施免受上(shàng)述幹擾,數(shù)據中心業主将大多數(shù)選擇在線式UPS而不是離線式UPS.在正常運行(xíng)期間(jiān),UPS電源首先對輸入的電源進行(xíng)整流,以獲得直流電,為(wèi)電池充電,然後将直流向逆變成交流電給負載供電。這(zhè)意味着IT負載總是接收來自(zì)逆變器的穩壓電壓的調節電源,UPS的轉換階段保護可(kě)以保護IT設備免受市電噪聲和(hé)瞬變的影響。相比之下(xià),離線式UPS在正常運行(xíng)期間(jiān)将未過濾的市電直接饋送給IT負載,使IT負載容易受到市電的各種幹擾。
通(tōng)過在供電線路中安裝合适的濾波器和(hé)隔離變壓器,可(kě)以顯著降低(dī)射頻(pín)噪聲幹擾和(hé)尖峰。其外(wài)部連接的組件也可(kě)以減少(shǎo)浪湧。這(zhè)些措施包括在一(yī)些設備安裝浪湧抑制濾波器,以及實施适當的電纜屏蔽和(hé)良好的接地(dì)。
令人(rén)關注的是,盡管隻有幾毫秒的電源中斷,卻可(kě)能(néng)導緻一(yī)些設備或操作(zuò)完全失敗,而其他(tā)設備可(kě)能(néng)會經曆幾個電源故障的周期卻沒有什麽影響。