信息数据中心机房UPS电源应用与维护策略研究论文_李建坤

信息数据中心机房UPS电源应用与维护策略研究论文_李建坤

(云南电网有限责任公司昭通供电局 云南省昭通市昭阳区朱提大道中段 6571000)

摘要:UPS技术是一项不间断电源技术,能够在市电断电时直接将其转化为备用电源,作为用电设备进行供电。当前UPS在数据中心机房已经广泛的应用,并且应用在很多领域,保障了不同领域的关键设备在实际运行时的运行安全以及供电稳定性。

关键词:信息数据中心机房;UPS电源;应用与维护

引言:使用不间断的UPS能够确保用电设备的安全性,解决在用电过程中出现的一系列不稳定情况,使得全社会在使用电源时,其不间断的使用需求能够真正意义上的得到满足。

一、信息数据中心机房UPS电源应用方式

1.双机主从式热备份配置方式

在数据中心机房选择UPS配置应用时,可以选择双机主从式热备份配置方式,在使用这一种配置方式时,其主要有以下几个优点:第一,由于是两台或者是多台UPS在进行工作。为此,其UPS处于相对独立的状态,在运行的过程中UPS与UPS之间不会互相干扰,可以采用不同型号,不同容量的UPS构成串联的热备份方式。这种备份方式在实际应用时,效果相对于灵活,并且其不需要两台UPS电源,同时也不需要增加额外的辅助电路。第二,降低UPS在配置使用时的成本,能够满足UPS使用时的经济需求,也让这一种配置方式成为了当前很多人在选择时的第一选择。但是在使用双机主从式热备份配置方式时,也应该考虑到其本身具有一定的缺点,由于两台UPS在实际应用的过程中老化程度不同。为此,备机电池组长期是处于浮充状态,直接影响到了电池的寿命,电池寿命下降。UPS在使用时,其使用质量同样也会随之下降,不仅如此,在使用这种结构的UPS时,有许多单点故障,比如说主UPS一旦出现了任何故障,则需要由另外一台UPS全部接替,负载在8ms内需要将需要把另外一台由UPS从供电的0%增加到100%,而备用的UPS必须有阶跃性、负载的承载能力、无扩容能力。但是很多时候人们在选择UPS时难以实时的了解到备用UPS在各部分是否存在故障或者是隐患。一旦备用UPS在实际使用时出现了故障,或者是人们不知道的隐患,就无法启用备用机,甚至无法正常运行工作。

2.并连备份配置方式

在数据中心房UPS的配置方式时,也可以选择并连备份配置方式。并联备份配置方式在实际使用时优点是由于这种配置方式采用的是并联的方式,在电流上能够确保每一个UPS均匀负载,即使是在市电发生故障的时候,瞬间电流会增强,也不会出现过载过高的现象。在并联的状态下,两台UPS设备能够将负载电流平均分配,并且由于UPS设备本身具有相对讲好的扩容性能,能够有效地避免传统使用串联方式开展的热备份时存在的一系列缺点。但是在使用并联备份配置方式时,也应该考虑到其本身同样存在着一定的缺点,并不是完美的。在使用这一种并联方式时,如果配置没有工作的情况下UPS设备也会由于环流增加电量的消耗,这种电量无端的消耗会导致系统性能的可靠性逐步下降。与此同时,并联式的配置需要增加额外的辅助电路,如此一来配置的故障点就会逐步增加,而额外的电路会让配置成本也逐步增加,这种设备对同步锁相的要求较高,并且在制造技术上要求其输出接近于阻抗。

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3.双母线双机系统配置方式

双母线双机系统配置方式也是当前数据中心房UPS在应用时的一种应用方式,在使用这种配置方式时,其优点相对较多,并且缺点较少。由于在双母线双击系统配置方式中,每一个系统都有两台UPS并机柜并机,并在旁路柜前增加一台隔离变压器。为此,当UPS转旁路时,可以消除市电对负载接波的干扰,并且不断地降低零地电压,两台UPS在实际使用时可以各带50%的负债,一旦其中某一台UPS出现故障时,则各由另外一台UPS负责百分之百的负载并且继续供电,而如果当两台UPS同时出现故障时,则可以经由UPS静态旁路开关柜mss转到旁路供电,这种方式能够让供电的稳定性得到提高,而当系统中供电母线上任何一个设备或者是电缆需要维护、出现故障时,都可以经由负载的可静态转换开关,切换至另外一个系统进行供电。做到了点对点的冗余,并且极大程度的增加了整个系统在实际使用时的安全性,满足系统在实际使用时的整体需求。不仅如此,由于UPS负载总线同步跟踪控制器的配置,一旦某一个UPS供电系统出现了故障,则可以通过自动跟踪控制性能的负载总线同步跟踪控制器,做好静态开关的转换,使得正常的工作系统UPS可以全部承担负载供电的责任。这种方式既保证了在实际应用时负载供电的稳定性与可靠性。与此同时,也能够满足在日常用电过程中用电的安全性。UPS在脱机检修时,外置的维修旁路配置系统则可以使得系统在线维护,互锁装置的配置同样也保证了两台UPS之间的安全切换,使得UPS的逆变器输出和维修旁路在使用过程中不会出现短路的现象,但是在使用这一种系统时也应该考虑到其拥有一定的缺点,其中最大的缺点就是这一种方式所需要消耗的经济成本较高。虽然能够解决其它方式中在应用时存在的安全性,但是如果经济成本不够,很难去选择这种应用方式。

二、信息数据中心机房UPS电源的维护

在维护数据中心机房UPS电源时,应考虑到UPS系统本身不宜在温度较高的环境下进行运行,如果长时间处于温度较高的环境,UPS可能会出现逆变,整流设备中的功率器件在高温环境下其散热质量较差,甚至会出现加速器件老化,直接缩短UPS设备在使用时的寿命,导致系统的可靠性逐步下降。目前UPS系统使用的蓄电池组大多为铅酸蓄免维护电池,通常情况下铅酸蓄电池的在实际使用时,其设计的使用温度为25℃,铅酸蓄电池受到温度的影响相对较大,在40℃时一旦其温度升高10℃,整个电池的使用寿命就会降低一倍,蓄电池在充放电的过程中同样会产生一定的热量,充电时正极产生的氧到达负极,会使得与负极反应竟然产生大量的热。如果不及时将热导出,就会导致蓄电池的整体温度不断升高,但是如果在长期的高温环境下工作,其内部累积的热量难以快速的散发出去,就会导致蓄电池过热,水损失加剧,内阻增大,并且出现发热、恶性循环等一系列不良影响,逐步发展为热失控。最终导致蓄电池失效。在控制UPS系统使用的过程中,应考虑到该系统的环境温度,确保设备以及蓄电池组的通风散热质量能逐步提升,这对于UPS电源的维护而言尤为重要。

结语

综上所述,数据中心机房是现代化信息建设的基础,为各个行业的整体发展提供了最稳定且安全的环境分析,数据中心机房UPS的应用以及维护直接影响到了供电系统的稳定,这是供电系统这项基础工程的心脏与大动脉,更是确保其他系统作用发挥以及核心业务正常运行的要求之一。

参考文献

[1]樊峰.关于大容量UPS电源应用的探讨[J].通信电源技术,2019,36(07):218-219+222.

[2]李阅磊.UPS电源并列运行分析及维护应用[J].装备维修技术,2019(02):100+41.

论文作者:李建坤

论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期

论文发表时间:2020/4/30

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