淮南科華UPS電源代理商
科華UPS電源大家都知道,電子產(chǎn)品內(nèi)部的絕大部分器件都必須使用直流電來供電,因此,不管供電系統(tǒng)如何變化,最終都要將電源轉(zhuǎn)換成直流
12V、5V等不同的電壓,IT設(shè)備同樣不能例外。
雖然數(shù)據(jù)中心的各種供電架構(gòu)方案五花八門,新產(chǎn)品層出不窮,但其實整個供電系統(tǒng)只為了解決兩個問題:在哪里把交流電
轉(zhuǎn)換成直流電?在哪里接入備電系統(tǒng)?本文將從這兩個方面進行分析,對數(shù)據(jù)中心目前流行的供電架構(gòu)進行解析,并分享一些技術(shù)
發(fā)展的個人觀點。大家會發(fā)現(xiàn),基于位置選擇的不同會演化出不同的供電架構(gòu),所以可將這些年數(shù)據(jù)中心供電架構(gòu)的演進戲稱為
基于位置(供備電節(jié)點)選擇的“供電架構(gòu)進化論”。
1 供電系統(tǒng):交流電與直流電的角色扮演游戲
先來看看交直流轉(zhuǎn)換的問題,目前數(shù)據(jù)中心采用較多的主要有四種供電方式(見圖1)。
(1) 傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)
UPS系統(tǒng)作為目前應(yīng)用最成熟的不間斷電源產(chǎn)品在各行各業(yè)都有廣泛應(yīng)用,對數(shù)據(jù)中心來說,目前的主流產(chǎn)品是在線雙變換
UPS。
(2) HVDC供電系統(tǒng)
HVDC并非一種新的供電系統(tǒng),長期以來海外都有少量應(yīng)用,2007年江蘇電信最早在國內(nèi)嘗試這種供電方式。目前國內(nèi)共有兩
種制式:電信標準輸出240VDC額定電壓和移動標準輸出336VDC額定電壓。因為240VDC在經(jīng)過大部分服務(wù)器電源(電信認為超過
96%)的整流橋后可以直接使用,所以目前在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中應(yīng)用較多。而336VDC的HVDC需要采用定制服務(wù)器,雖然效率高,但目前
應(yīng)用較少。具體分析可參考圖2。
第一代HVDC來源科華UPS電源操作電源,所以在效率、精度、監(jiān)控等方面表現(xiàn)較差,目前主流HVDC均基于通信電源進行開發(fā)(-48V
輸出),所以在應(yīng)用上,這種供電架構(gòu)與通信電源有很大的共同點。
在各廠家的宣傳中,HVDC通常具備以下優(yōu)勢:
①效率高,節(jié)能環(huán)保。通常宣稱的效率在94%以上,比早期工頻UPS高,但與目前主流廠家的高頻UPS相比,并無明顯差別。
②少一級變換,可靠性高。早期的推廣者通常會告訴用戶,HVDC只有AC/DC一級變換,而UPS是AC/DC+DC/AC的兩級變換,所以
HVDC更加可靠,效率也更高。但實際上并非如此,HVDC的拓撲如圖2所示,其內(nèi)部同樣需要兩級變換(實際電路當然并非如此簡單,
但包括服務(wù)器電源在內(nèi)的大部分開關(guān)電源產(chǎn)品都是這種原理),所以其外在表現(xiàn)出的效率與可靠性指標都與UPS差別不大。
③電池在輸出端,備電系統(tǒng)更可靠。UPS的電池在斷電時需要通過逆變電路進行輸出，而HVDC與通信電源類似，電池與輸出
共母排，理論上備電系統(tǒng)更加簡單可靠。但與通信電源類似，電池長期浮充(熱備份)同樣會對電池壽命造成影響，所以HVDC對
電池管理也會有更高要求。
④模塊化結(jié)構(gòu),擴容維護方便。相比傳統(tǒng)的塔式UPS,HVDC模塊可支持熱插拔,所以擴容與維護都比較方便。但與模塊化UPS
相比,二者差異不大。
一、簡介
只要有電力不中斷的需求，就需要使用不間斷電源系統(tǒng)（UPS）。UPS好比是電力的中間商，不論組織規(guī)模大小或電力消耗如何
急劇變化，都能協(xié)助基礎(chǔ)建設(shè)提供連續(xù)不中斷的電力。UPS備用電力的傳統(tǒng)部署方式有集中式與分布式兩種類型，但以技術(shù)觀
點看，其目的都一樣——即要讓電力不停歇地流動，尤其是在供電狀況惡劣的時候，如產(chǎn)生電壓突波、電壓下降、完全停電、
頻率差異及其他電力問題時。
雖然目的相同，但兩者解決問題的方式互異。兩種方案各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)組織的長期或短期需求而定。對于交通、政府機
構(gòu)、IT及金融服務(wù)業(yè)等需依賴電力提供穩(wěn)定的高能見度并具有高耗能的產(chǎn)業(yè)，在企業(yè)內(nèi)部與外部都對電力供應(yīng)有急切需求，維
持持續(xù)且充足的電力供應(yīng)是其第一要務(wù)。
后續(xù)章節(jié)將針對集中式與分布式UPS所提供的不同方式的靈活性，討論應(yīng)如何配合既有需求及未來成長來設(shè)計其電力保護的規(guī)
模。
二、分布式UPS
分布式UPS不是被直接安裝在服務(wù)器機架上，就是被裝在服務(wù)器機架旁邊，導致（極可能）所有服務(wù)器都連接著UPS硬件，硬件
與服務(wù)器之間僅剩極少空間或毫無空間。如果將分布式UPS比作是在一塊區(qū)域內(nèi)每隔4.5公尺就配置一個的火炬照明信道，那么
集中式UPS則可被比作能照亮30公尺半徑區(qū)域的大型閃光燈。當分布式UPS火炬的其中之一熄滅時，只會使其周圍4.5公尺范圍
變暗；但如果大型閃光燈暫時熄滅了，所有事物都會漆黑一片。
1、可靠性：近接性強度
對企業(yè)的IT網(wǎng)絡(luò)和供電系統(tǒng)而言，服務(wù)器和與其關(guān)聯(lián)的UPS之間的距離越大，電力面臨的風險就越高，例如會發(fā)生噪聲干擾、
接地及／或接線松脫等問題。由于分布式UPS被直接安裝在伺服機架上或旁邊，縮短了彼此間的距離，沿電力線鏈路發(fā)生的配
線故障機率就可大幅降低。藉由沿著整體網(wǎng)絡(luò)來配置自給式輔助電源，就能防止集中式UPS部署所可能產(chǎn)生的大規(guī)模電力中斷
問題。
2、簡易安裝與整合
重量輕并具有較高機動性的特色，使分布式UPS的安裝與移動極為簡易，因此成為需要較高機動性數(shù)據(jù)中心的理想選擇。高近
接性的服務(wù)器機架也使分布式UPS在以太網(wǎng)絡(luò)的連接方面占有優(yōu)勢。
3、適合小型組織的更佳成本控制
由于分布式UPS的設(shè)計并非供整個企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用，而僅是網(wǎng)絡(luò)之中的一處服務(wù)器機架，因此采購這項解決方案的初設(shè)預(yù)付支出
遠低于集中式UPS。集中式UPS的成本常對中小型企業(yè)造成殺傷力，而小型UPS的壽命則與服務(wù)器硬件相當，使組織可以經(jīng)濟地
同步更新服務(wù)器硬件及備份UPS。當小型公司有擴充備份電源保護的需求時，可藉由選擇增加系統(tǒng)的冗余度、根據(jù)實際需要增
加額外的UPS來實現(xiàn)；相較于使用集中式UPS，可大幅降低成本。
綜上所述,HVDC產(chǎn)品本身并無明顯優(yōu)勢(與模塊化UPS相比,上述①、②、④均無明顯差別),其價值主要還是體現(xiàn)在由HVDC構(gòu)
成的供電系統(tǒng)以及后端服務(wù)器的變化上,HVDC+定制服務(wù)器才能最大限度地體現(xiàn)其價值,而短期內(nèi)HVDC的應(yīng)用主要還是會集中在
電信與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
科華機房UPS電源代理
ECO供電方式
在圖3中,④ECO又稱為經(jīng)濟模式,即UPS通過旁路來進行供電,在停電或電網(wǎng)波動超過設(shè)定的上限時自動切換回雙變換模式。
這種方式幾乎沒有損耗,效率可以達到99%以上,所以在歐洲等電網(wǎng)環(huán)境比較好的地區(qū)有不少應(yīng)用。那么,為什么數(shù)據(jù)中心可以采
用這種供電方式,其他場景下是否可以使用?如果把UPS看做黑盒的話,其輸入與輸出都是是交流電,似乎并沒有變化,但UPS解決
了兩個問題:儲能系統(tǒng)的引入與提供穩(wěn)定輸出。UPS可以保證IT設(shè)備在斷電時繼續(xù)工作,這一點大家都清楚,但雙變換拓撲的穩(wěn)壓
、濾波功能卻常常被忽略。在交通、通信等行業(yè)以及其他惡劣的使用環(huán)境中(工礦、工廠),UPS的抗*能力尤為重要,而且電網(wǎng)質(zhì)
量較差,所以不適合采用ECO模式。
但在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用場景中,情況有些不同。早期的服務(wù)器是名副其實的“貴族”,使用UPS就是為了保護服務(wù)器遠離來自電
網(wǎng)的危害,如今數(shù)據(jù)中心的電網(wǎng)環(huán)境通常較好,而且目前服務(wù)器本身的電源也有較高的抗*能力(通常自帶PFC校正功能),還有X86
服務(wù)器低廉的
價格,這些因素導致服務(wù)器沒那么“金貴”了,所以數(shù)據(jù)中心才敢于采用ECO這種近似市電直供的方式來給服務(wù)器
供電。順便說一句,金融等行業(yè)對傳統(tǒng)UPS的青睞也是基于上述歷史的慣性,因為目前不少核心業(yè)務(wù)還是在使用比較“金貴”的
IBM大型機。
一、安全說明
● 即使UPS沒有和市電連接，它的電源輸出插座仍有220V電壓。
● 為了降低負載設(shè)備接地不良而引起的電擊危險，在安裝計算機接口信號線時，應(yīng)將交流輸入電源斷開，只有在連接了全部
信號接頭后才能接上電源。
● 將UPS接到帶地線的交流輸入電源上必須帶有適當?shù)闹繁Ｗo器(斷路器)，接到任何其它型號插座上都可能導致電擊傷害。
● 充電線或電源線若需要換，請向本公司服務(wù)站或經(jīng)銷商購買原材料，以避免因容量不足而造成發(fā)熱或打火，引起火災(zāi)。
● 不能用火對電池或電池組進行處理，否則會爆炸傷人。
● 勿將電池打開或損壞，溢出的電解液具有很強的毒性，對人體有害。
● 請避免電池正負極短路，否則會導致電擊或著火。
● 請勿自行打開UPS機殼，有觸電危險。
● 不要觸摸電池連接端子。電池回路與輸入電壓回路不隔離，在電池端子與地間會有高壓危險。
● 不宜接吹風機，電熱器之類的電器設(shè)備，以確保機器的安全。
【注意】
☆ UPS內(nèi)有高壓，為避免傷及人身安全，如有任何問題請咨詢經(jīng)銷商專業(yè)人員。
☆ 勿嘗試維修UPS，UPS不含有任何用戶可能維護的部件且這臺UPS包含有潛在的危險電壓，維修只能由經(jīng)過工廠培訓的合格維
修人員進行，用戶維修或自行改裝，則將被取消保修資格。
二、安裝注意事項
● 放置UPS的區(qū)域必須有良好通風，遠離水，可燃氣體和腐蝕劑。
● 不宜測放，應(yīng)保持前面板下面端進風孔﹨后蓋板風扇出風孔和箱體側(cè)面進風風孔通暢。
● UPS周圍環(huán)境溫度應(yīng)保持在0℃—40℃之間。
● 機器若是在低溫下拆裝使用，可能會有水滴凝結(jié)現(xiàn)象，一定要等待機器內(nèi)外完全干燥后才可安裝使用，否則有電擊危險。
● 請將UPS在市電輸入插座附近，以便緊急情況時拔掉市電輸入插頭，切斷電源。
【注意】
☆ 負載與UPS連接時，須先關(guān)閉負載，再接線，然后再逐個打開負載。
☆ 將UPS接到專用的帶有過電流保護裝置的插座上。
☆ 所用電源插座應(yīng)連接保護地端。
☆ 無論輸入電源線是否插入市電插座，UPS輸出都可能帶電，關(guān)閉UPS并不能保證機內(nèi)部件不帶電。如果要使UPS無輸出，須先
關(guān)掉開關(guān)，再取消市電供應(yīng)。
☆ 需接電動機、顯示器、激光打印機等電感性負載時，因其運行啟動功率過大，選擇UPS時，容量要以啟動功率來計算。啟動
功率一般取額定功率的兩倍。
☆ 若接發(fā)電機，需按以下步驟進行：
啟動發(fā)電機，待其運行穩(wěn)定后將發(fā)電機的確輸出電源接到UPS，輸入端(此時要確定UPS為空載)，然后按開機程序啟動UPS，UPS
啟動后，再逐個連入負載(建議以UPS兩倍容量來選擇發(fā)電機容量)。
三、維護與保養(yǎng)
● 標準機型的電池為閥式調(diào)節(jié)、低維護型、只需經(jīng)常保持充電以獲得期望壽命。UPS在同市電連接時，不管開機與否，始終向
電池充電，并且提供過充、過放電保護功能。
● 如果長期不使用UPS，建議每隔四到六個月充電一次。
● 正常情況下，電池使用壽命為三到五年，如果發(fā)現(xiàn)狀況不佳，則必須提早更換。更換電池時，必須由專業(yè)人員執(zhí)行。
● 電池不宜個別更換，整體更換時應(yīng)遵守電池供應(yīng)商的指示。
● 正常時，電池每四到六個月充、放電一次，放電至關(guān)機后充電，且標準機充電時間不得少于12小時。
● 在高溫地區(qū)，電池每隔兩個月充、放電一次，標準機充電每次不得少于12小時。
【注意】
☆ 更換電池以前須關(guān)閉UPS并脫離市電。
☆ 脫下如戒指、手表之類的金屬物品。
☆ 使用帶絕緣手柄的螺絲刀，不要將工具或其它金屬物放在電池上。
☆ 連接電池線時，在接頭處出現(xiàn)細小火花屬正，F(xiàn)象，不會對人身安全及UPS造成危害。
千萬不可將電池正負極短接或反接。
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