摘要：在现代化建设中，数据中心机房是一项基础性工程设施，为社会各行各业的数据传输提供安全稳定的设备运行环境，使设备可以不间断的运行。在设备运行中必然会用到电力，但目前电力的供应以及电源品质远没有达到理想程度。因此，UPS设备作为不间断电源设备，在数据中心机房中发挥了极大作用。在数据机房中UPS电源的应用为设备提供稳定电源，确保设备的使用安全。本文主要就数据中心机房UPS电源应用展开了讨论。
关键词：数据中心机房；UPS电源；应用
1、UPS电源概述
UPS，不断电电源供应器，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，不致因停电而影响工作或丢失数据。构成网络的数据中心机房的供电可靠性已经成为关键，而机房的可靠供电又是重中之重，UPS就是为了解决不间断供电而设置的。UPS的三大基本功能：稳压、滤波和不可间断。在市电供电时，它是稳压器和滤波器的作用，以消除或削弱市电的干扰，保证设备正常的工作。
2、UPS电源配置
UPS系统在供电模式上分为两种，一种是单机供电，另一种是冗余式供电。在UPS系统无故障是单机供电模式能够保障设备用电；但冗余供电能够确保在个别功率模块故障时依然为设备正常供电，仍旧能够满足数据中心的用电需求。因此冗余式的供电方式是目前数据中心机房最常使用的方式。（1）热备份配置。热备份配置也叫做双机主从式配置，即设置一台主机、一台备机。主机负责正常运行时的负载，此时备机处于空载状态，并接入主机的旁路输入端口。两套设备处于串联的状态，若是市电发生变化，备份机就会发挥作用，通过电子转换开关进行整流、升压、逆变，达到冗余的功能。（2）并联备份配置。并联备份配置使用的是功率平均分配方式，由多台UPS设备进行并联完成。值得注意的是，这里的多台UPS设备需要具有相同的额定输出功率，保障电源之间的同频同相，形成有效冗余供电系统。（3）单机配置。单机配置采用的是双母线配置，用两条总线对设备进行供电。并且两条总线上都分别连入一台UPS设备，其供电方式相同.
3数据中心机房UPS配置方式
3.1双机主从式热备份配置方式
（1）优点。两台甚至多台UPS基本处于相对独立、互不干扰的运行状态；可采用不同型号、不同容量的UPS构成串联热备份方式；配置方式比较灵活，不需要两台UPS电源，不需要增加额外辅助电路，不增加购置成本。（2）缺点。两台UPS老化程度不同，备机电池组长期处于浮充状态，影响电池寿命；这种结构有许多单点故障，如果主UPS出了故障，那么另一台必须接替全部负载，在约8ms内，另一台必须把供电从0增加到100％；备用UPS需具有阶跃性负载承载能力，无扩容能力，由于人们很难实时了解备用UPS的各部分有无故障或隐患，所以当要启动备用机时，就可能无法正常工作。
3.2并联备份配置方式
（1）优点。由于这种设备是采取的并联方式，因此在电流上能够保障均分负载性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在市电发生故障的时候，由于瞬间电流会增强，设备容易出现过载过高现象，并联状态下，两台UPS设备能够将负载电流平均分配。并且由于其良好的扩容性能，能有效避免传统串联方式热备份的缺点。（2）缺点。在设备没有工作的情况下，UPS设备也会由于环流增加产生电量的消耗。这种电量的无端消耗会造成系统性能可靠性下降。另外，并联式的配置需要增加额外的辅助电路，这样一来，配置中的故障点增加了，并且额外的电路会让配置成本增加。且这种设备对同步锁相的要求极高，在制造技术上要求输出阻抗接近。
3.3双母线双机系统配置方式
（1）优点。由于每个系统中有两台UPS带并机柜并机，并在旁路柜前增加一台隔离变压器，所以当UPS转旁路时，可消除市电对负载谐波干扰及降低零地电压；两台UPS平时可各带50％负载，当一台UPS有故障时，另一台可带100％负载继续供电，当两台UPS同时有故障时，可经UPS静态旁路开关柜MSS转到旁路供电；当其中一个系统供电母线上的任何设备或电缆需要维护或解决故障时，其负载可经静态转换开关切换至另一个系统进行供电，做到了点对点的冗余，极大地增加了整个系统的安全性；由于LBS负载总线同步跟踪控制器的配置，若某个UPS供电系统出现故障，可通过自动跟踪控制功能的负载总线同步跟踪控制器和静态转换开关，使正常工作系统的UPS承担全部负载的供电任务，既保障了用电系统的安全，又保障系统UPS脱机检修；外置维修旁路的配置使系统可在线维护；互锁装置的配置，保证了两个系统（台）之间的安全切换，逆变器输出和维修旁路不会短路。（2）缺点。相对来说，双母线双机系统配置方式的成本较高。
4、加强数据中心机房UPS电源的维护
UPS系统不宜长期在较高的温度环境下运行。UPS的逆变、整流设备中的功率器件在高温环境下散热不好，会加速器件老化，缩短设备寿命、影响系统可靠性。目前UPS系统使用的蓄电池组大多为铅酸蓄免维护电池。通常铅酸蓄电池的设计使用温度为25℃，铅酸蓄电池受温度影响较大，在大于40℃时，温度升高10度，寿命降低一倍。蓄电池在充放电过程中一般都产生热量。充电时正极产生的氧到达负极，与负极反应时会产生大量的热，如不及时导出就会使蓄电池温度升高。蓄电池若在高温环境下工作，其内部积累的热量将难以散发出去，就可能导致蓄电池产生过热、水损失加剧，内阻增大，更加发热，产生恶性循环，逐步发展为热失控，最终导致蓄电池失效。因此控制UPS系统使用环境的温度，确保设备及蓄电池组的通风散热至关重要。
5、结束语
综上所述，数据中心是现代信息化建设的基础工程，为各个行业提供稳定、安全的工作环境。而数据中心的供电系统就是这项基础工程的心脏和大动脉。供电系统的稳定，能够保障其他系统作用的发挥和核心业务的正常运行。使用不间断电源（UPS），确保关键用电设备的安全性是解决上述问题最重要的方法之一，这也使得全社会对不间断电源的需求日益增加。
参考文献：
[1]UPS电源技术的性能分析与应用中存在的缺点[J].李乐.科技创新导报.2011（07）
[2]UPS不间断电源的组成原理及维保分析[J].闻凯阳.中国新通信.2018（09）
[3]浅析数据中心不间断电源系统分期部署[J].王大晓，陈奕欣.电气应用.2017（07）
论文作者:朱秀娟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/9/18
标签：设备论文; 负载论文; 数据中心论文; 系统论文; 旁路论文; 电源论文; 方式论文; 《基层建设》2018年第27期论文;