硕天数据中心电源中断的危害与ups的作用

数据中心电源中断的危害与ups的作用：

      如果市电出现故障，UPS电源对于数据中心的作用则至关重要，因为其所提供的保护远远超出其本身提供电源的作用。通常情况下，来自重工业设备的干扰源可能会影响输入电源的质量，导致交流电源的波形畸变。而UPS电源设备可以防止这些干扰传送到数据中心的敏感信息通信技术设备，因此这些干扰不仅能够使IT系统性能下降，而且有可能永久性地损坏硬件设备，导致数据损坏和丢失，并严重影响组织的声誉。

　　本文将讨论数据中心可能遇到的主要中断问题，以及UPS和相关设备如何防止这些中断造成危害。图1列出了对输入电源的一些干扰和影响。

　　电源干扰类型

　　电源尖峰是叠加在交流电源波形上的短时间的极高电压，可能会破坏电气和电子设备。它们可能是由于雷击，大电流设备的切换，电力公司的负载切换，甚至恒温器故障所引起的。

　　由于电源线和地线之间的干扰，电气噪声可能是共模的。否则由于相线之间或相线对中性线的干扰，它可能是正常模式，其原因包括雷击，负载切换，电缆故障和附近的射频设备。

　　进入地线的高频噪声会影响使用供电系统接地的敏感电子电路的参考点，可能导致计算机宕机并损坏数据。

　　浪涌是瞬间出现超出稳定值的峰值电压，通常在大负载关闭后出现，或在变电站进行负载切换之后出现。这个相对长的持续时间可能导致计算机开关电源组件的劣化，并导致过早失效。

　　电压下陷是指低于额定值的低压，并且持续时间可能是一个或数个周期，其状态与电源尖峰相似，只是反向的，但持续时间更长。通常，大负载切换或旋转机械启动会导致电压下陷，如果时间更长的话，则可能导致计算机重新启动。

　　谐波通常是由于正弦电压加载在非线性负载，基波电流发生畸变而产生的。受控整流器，开关电源或旋转电机等负载容易引起这种干扰，其典型的来源包括电脑，复印机，激光打印机和变速电机。另外，随着温度升高，谐波可能会导致电流不成比例的上升。这些可能导致部件故障，设备过热等问题。

　　数据中心的UPS供电系统

　　由于大多数电脑是由内部开关电源驱动的，随着机房设备中电脑数量的增加，逐渐产生了谐波相关的问题。在极端情况下，谐波产生的热量可能会破坏数据中心主要的中性线。

　　电压跌落的持续时间很长，其后果通常更严重。当市电不能满足当前的负载需求时，就会出现这种情况，而在极端情况下，这种情况将会持续数小时。

　　断电是电源完全失效，这是组织投资部署UPS电源的最主要的原因。如果没有UPS电源进行断电保护，其影响对于数据中心来说可能是毁灭性的。断电的原因主要包括供电线路故障，发生事故，雷暴，以及一系列其他问题。

　　UPS和干扰保护:

　　为了保护数据中心设施免受上述干扰，数据中心业主将大多数选择在线式UPS而不是离线式UPS。在正常运行期间，UPS电源首先对输入的电源进行整流，以获得直流电，为电池充电，然后将直流向逆变成交流电给负载供电。这意味着IT负载总是接收来自逆变器的稳压电压的调节电源，UPS的转换阶段保护可以保护IT设备免受市电噪声和瞬变的影响。相比之下，离线式UPS在正常运行期间将未过滤的市电直接馈送给IT负载，使IT负载容易受到市电的各种干扰。

　　通过在供电线路中安装合适的滤波器和隔离变压器，可以显著降低射频噪声干扰和尖峰。其外部连接的组件也可以减少浪涌。这些措施包括在一些设备安装浪涌抑制滤波器，以及实施适当的电缆屏蔽和良好的接地。

　　令人关注的是，尽管只有几毫秒的电源中断，却可能导致一些设备或操作完全失败，而其他设备可能会经历几个电源故障的周期却没有什么影响。

     以上案例为例，我们建议用户定期安排专业人士上门维保，如蓄电池使用时间超出3年，建议尽快更换。因蓄电池大部分为铅酸材质，使用超过三年之后蓄电池内部液体会减少，蓄电池反应能力会下降，时间过长容易造成内阻加大，持续充电就有可能导致蓄电池短路从而出现蓄电池鼓包、漏液等现象，严重时可能会发生火灾。从而导致机房瘫痪造成不可弥补的损失，请广大用户悉知。

1 UPS单个产品不断走向"大功率"
　　
　　从UPS的运用环境上看,中小功率UPS产品集中应用于中小企业以及政府、大型企业的中低端需求上。大功率UPS产品主要运用在电信、工业、金融、政府等行业及航空航天等新兴市场的大型超算中心、数据中心等高端市场。从目前该类产品(按销售额)在市场运用上的比重来看,2013年延续2012年的产品,大容量产品市场增速加快的特征,表现出。2012年大于80kVA的产品取得快速增长,100kVA、120kVA、200kVA、400kVA功率段的产品销售增长成为亮点。中小功率产品占据市场份额49.6%,大功率产品已超越中小功率的市场份额。主要原因体现在两个方面:第一,大功率机产品市场需求更为快速的发展,使得大功率产品的市场份额得到明显提升;另外,大功率产品在利润率上更具优势,因此厂商将加大大功率产品的推广力度,使部分市场需求向大功率产品转移。从全球视角来看,云计算数据中心因分布于其上的大量计算资源而呈现IT资源集中化,另一方面为应对数据中心的高能耗,数
　　
　　据中心规模化小为大,数量化零为整势在必行。通过减少数据中心数量,而数据中心单体容量扩大,通过集中发展大型数据中心以满足云计算所需的运算环境。从长远看,在资源共享需求和绿色节能的驱动下,各个中小型数据中心将逐渐被规模化集约化的大型数据中心所取代。同时,由于大数据等产业不断推进,国家仍然在不断加大力度发展行业性、区域性的超算中心、数据中心。因此随着经济的复苏,中小企业对小机UPS的需求可能有一定程度的恢复,但大功率UPS市场将在下一代数据中心的需求驱动下以更快速度增长。
　　
　　2 UPS产品从"单一"走向"全套"
　　
　　目前,从超算中心、数据中心的发展趋势来看,绿色节能、资源共享需求驱动数据中心向规模化、集约化方向发展,在建设新一代数据中心的过程中,以绿色节能、高效运营、动态响应的运行形态来满足客户不断变化的IT需求成为各个厂商的发力点。超算中心、数据中心供电系统的基础设施与重要支撑,不仅在保障数据中心安全高效运行方面具有关键作用,并且对于数据中心节能降耗、
　　
　　低成本运维也具有深刻影响。UPS厂商以数据中心建设的需求为中心,也越来越强调“一站式”、“一体化”的产品模式与服务模式,以达到对数据中心环境设备的快速部署、便于维护的目的。UPS设备的生产厂商纷纷凭借自身的研发实力和技术优势,以“绿色、节能、高效”为产品需求核心,在可靠性、安全性的基础上,开展研发新一代的产品和解决方案。机房的整体解决方案包括数据中心的基础环境硬件设施、管理软件、服务体系等。整体解决方案对厂商的产品线丰富程度与产品应用行业认识深度等要求较高,可使具有整体解决方案能力的厂商在市场中显现其优势地位,这同时也促使了系统集成商销售渠道不断得到发展。随着中、大功率产品的市场需求比例越来越高,数据中心和机房产品的精细化管理对UPS整体解决方案提出更高的要求,一站式服务模式越来越被用户所关注。未来,UPS销售模式将从“以单一产品销售”为主转变为“以全套电源供应与管理解决方案推广”为主,系统集成商在UPS市场销售渠道中的重要性将越来越突出。
　　
　　未来UPS将不再只是单一的不间断供电设备,而会朝着集不间断电源、机柜、电源管理、散热、电力电缆和数据布线为一体的全套电源供应与管理解决方案迈进。数据中心和机房产品的精细化管理对UPS解决方案提出越来越高的要求,因此,未来,企业将如何在风险中抓住机遇,提高品牌竞争力,在挑战和竞争中赢得用户的信赖主要取决于其提供的UPS整体解决方案是否能与用户业务需求全面融合。为不同行业的用户进行量身定做,模块化、绿色化、以及核心设备的高利用率、可扩展等功能,为用户提供一套整体“节能、环保、高效率”的解决方案将是厂商需要重点关注和花大力气研发的技术和服务方向。
　　
　　3 UPS能否从"交流"走向"直流"
　　
　　对于目前市场上主流UPS产品的替代产品来说,与传统UPS相对应,目前有部分厂商在直流UPS市场上有所动作,尤其是在通信领域。但是从应用需求的终端来看,大部分正在运行的IT终端设备均采用交流电运行,用户在接受直流UPS方面还存在一定的问题,这是推广直流UPS所遇到的直接障碍。从企业端来看,直流UPS由于技术相对简单,影响企业对利润的追求,企业在推动直流电源系统发展方面缺乏动力。而且目前直流UPS市场的标准和规范还未建立,仅能停留在实验与试点阶段,标准化设计和施工改造困难,在应用推广方面存在问题。UPS产品从“交流”走向“直流”,还需从市场、企业、标准、政策齐力推进。

随着经济的发展和进步，电子技术、节能技术和控制技术也得到了进一步发展。大功率可控硅电气设备在各行业广泛应用，非线性负荷剧增，这也带来了大量的电能损耗和谐波污染。目前,大多数的UPS普遍采用了50Hz的低频可控硅整流器,对市电电网造成了大量的反馈谐波。摆在所有用户面前的问题就是如何治理谐波污染,就像治理化工厂排放污水一样。而真正的绿色“低碳”UPS，表现为谐波电流小，对电网的电力谐波污染小，运行效率高，电能损耗小。理想的UPS对电网应当是呈现纯阻性,也就是说UPS的功率性因数最好是1,这样它对于电网就没有任何的污染。
　　
　　电力谐波的主要危害有：引起串联谐振及并联谐振，造成危险的过电压或过电流；产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低；加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命；使大部分电气设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作；*通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。
　　
　　目前市场上关于治理UPS谐波污染的技术,主要有:6脉冲整流器+输入滤波器；12脉冲整流器；12脉冲整流器+输入滤波器；有源滤波器。但这些技术都有一个共同的缺点,那就是先污染后治理。由于UPS采用的是可控硅整流器的结构,不可避免地会造成谐波污染,然后用户被迫再花费大笔资金来治理谐波污染，如果UPS不产生或很少产生谐波污染,那用户就无须花钱来治理它了。