UPS有多重要?

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分类 : 技术文摘 | 发布时间 : 22-09-2006

  一个成功的男人,背后肯定有一个女人默默的支持。

  作为一个服务器,它的成功就是稳定而持续的运行,那么支持它稳定运行的是什么呢?

  服务器硬件?系统?软件?

  不,都不是!答案是UPS!

  在现在社会的IT部门,一个系统,一项应用,全都离不开服务器。一向以来,服务器都是行业、企业、部门关注的焦点,但是有几个人了解默默支持服务器能源所需的UPS,又了解多少呢?

  想象一下,在全世界以小片区域为单位“电荒”事件频发的现时代,无论大型服务器集群或是单个服务器组建的小型网络,没有强力UPS的续电支持,会有怎么样的情形发生?

  突然的市电断电之后,服务器运行中断,正在调用与处理的程序与数据库文件损坏;管理系统运行中断,企业管理决策下发滞后;企业业务系统运行中断,业务资料丢失;动辄百万元计的科研单位高端灵敏电子设备损毁……

  有鉴于以上事故的严重后果,今天,笔者将从一张简单而实用的UPS警示与说明书起,结合自己对UPS了解的一些知识以及之前做IDC技术维护中电力系统维护的经验,完成此文,希望引起更多服务器关注者与使用者对于UPS的注意,并作为一部分朋友有意向选购UPS设备的小小参考。

使用UPS的必要性

  平常生活与工作中由政府电力部门直接供应的电,称为市电。市电的供应由于受到外界和电网内部的各种因素影响,在很多时候其实是很不稳定的。

  由于市电是面向社会各界支持的,而不同单位不同个人在不同时间段接入电网的负载都可能不同,这就导致市电电压和电流的不稳定供应;地震、雷电等自然现象和电力各部门的输变电系统短、断路、跳闸等问题会导致电力的中断。这些都是影响市电正常供应非常严重的外界因素。

  以服务器和系统整体应用的PC市电电力供应为例,在电网内部,还有以下这些会影响电力正常供应,从而导致系统无法正常运行的一些因素:

  1、电涌:电网突然减载时,输出电压会在一瞬间产生电压升高的现象。一般以超出额定电压110%且持续时间高于一个电力传输周期(20ms)作为标准。

  2、高压尖脉冲:指电网遭遇雷电、放电、负载突然增减时,电压达到6000伏,持续时间0.1-20ms的脉冲电压现象。

  3、暂态电压:类似于高压尖脉冲,但峰值电压高达20000伏,持续时间为0.001-0.1ms的脉冲电压现象。

  4、电压下陷:电网突然加载时,输出电压一瞬间产生电压降低的现象。一般持续时间是一个周期以上。

  5、电线噪声:电声设备接入或电波辐射或电气风暴时,射频或者电磁或其他高频物体对于电线的传输通道产生的电线声波干扰现象。

  6、频率偏移:不稳定频率的电力设备供电时,产生的市电频率上下变化超过3Hz标准的现象。

  7、持续低电压:电网高负载持续运行时,较长时间内市电电压有效值低于额定电压的现象。

  以上原因所引起的电力中断和电压不稳等现象都属于电力的不稳定供应现象,而这些不稳定市电的供应,对于没有配备UPS的服务器来说,每一个因素都绝对可以造成系统运行不稳定、设备运行不顺畅甚至自动关闭电源的故障。

  那么,看了上文中市电的这么多不稳定因素,在UPS恒压恒频的持续电力支持系统面前,我们有什么理由说NO呢?对UPS不了解?那好,在下文中,笔者将给各位朋友做一个比较详细的介绍,让大家对于UPS这个幕后工作者有个系统的认识。

UPS定义

  UPS全称为Uninterruptible Power System,中文即不间断电源系统,是以蓄电池和逆变器(Inverter)为主要组成部分,能够保持电子设备恒压恒频、具有储能功能的电源支持系统。

  说它是不间断电源,其实也是言过其实。在一个使用UPS电力支持的电子系统中,当市电突然中断时,UPS通过自身所带的逆变器将己身所带的电能转化为220V交流电,通过放电的方式向负载供电,并支持其继续运行5分钟-8小时的时间,以保护软硬件系统、方便用户保存数据或支撑到市电再次接通。

  另外,由于UPS处于电网与电子设备等负载的中间位置,所以在市电供应的情况下,UPS属于电网中的一个负载,而当UPS对系统内的电子设备进行放电以支持电力运行时,其又充当了电源的角色。

UPS功能

  UPS的功能总的来说就一句话,支持电子类设备在市电中断时持续运行,以便于用户有足够的时间保存数据或支撑到市电再次接通,同时也尽最大可能保护了硬件系统。

  服务器运行的肯定是要求稳定性和持续性。近年来时时出现的“电荒”现象,却迫使包括我国在内的全世界电力部门都出现了拉闸限电的需要。当出现市电中断的情况时,如果我们的系统没有UPS的保护,服务器中正在运行的程序、处理的数据肯定会有所损坏,这对于数据安全要求极高的政府、电信、金融、各行业应用来说,是多么可怕的事情;另外,对于那些动不动就百万元起的高端设备,如果主板、CPU等高昂的配件由于突然断电引起的电压骤变而被烧毁,那又是多么值得痛惜的事情!

  以上所述UPS的功能,其实也从侧面提出服务器必须配备UPS的理由。

UPS分类

  UPS根据技术、容量的多寡及供电应用的不同有三种分类方式,这里笔者将对其详细阐述,以期作为大家采购的参考。

1、根据UPS所采用的技术划分可分为旋转式和静态变换式

  1)旋转式

  旋转式UPS由整流器、电池、直流电动机、柴油机(或汽油机)、飞轮和发电机组成。市电供电时,UPS的电动机带动飞轮和发电机给负载供电;市电中断后,飞轮由于惯性,继续带动发电机飞轮旋转,这样发电机就能持续给负载提供电源,起到缓冲的作用,同时启动柴(汽)油机。当柴(汽)油机转速与发电机转速相同时,柴(汽)油机离合器与发电机相连,完成从市电到油机的转换。

  旋转式UPS的优点是维护简单,运行稳定,缺点是系统庞大,操作不便,效率相对低下,产生的噪音太大,电流不稳定,不能满足高稳定性电流需求的服务器系统需求。

  2)静态变换式

  静态变换式在市电电压频率、波幅、相位与工作周期等要素都处于正常状态时,由市电通过UPS给负载供电。UPS对市电进行滤波、稳压和稳频调整后,提供给负载更加稳定的电源。同时,UPS通过充电器把电能转变为化学能储存在电池中。当UPS侦测到市电异常时,切换到电池供电,通过逆变器把化学能转变为交流电能,供给负载,以保证对负载的不间断电力供应。这种UPS还有一种旁路(Bypass)工作状态,它在刚开机或机器故障时,可以把输入经高频滤波后直接输出,保障对负载的供电。

  根据UPS逆变器工作原理的不同,静态变换式UPS又分为离线式、在线式和互动式。

  离线式UPS:当市电正常时,市电通过离线式UPS对负载进行持续而稳定的电力供应,此时,离线式UPS只相当于一个稳压器的作用,逆变器不工作;当市电电压出现UPS无法承受的的异常时,后备式UPS的逆变器立刻变为工作

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