数据中心的“供电保护神”—UPS不间断电源

• 数据中心

是指按照统一标准建设，为集中存放具备计算能力、储存能力、信息交互能力的IT应用系统提供稳定、可靠运行环境的场所。按照功能和作用不同，可将数据中心分为IT基础设施、数据采集、数据整合分析、数据安全、服务器、运维等模块类别。在数据中心的搭建和日常运维中要用到十分丰富的设备和设施，大家在服务客户特别是政府金融类客户的时候一定会频繁地接触到这些品类的产品。

• 数据中心供电系统

一般由中压配电、低压配电、末端配电、不间断电源、变压器等结构组成。其中UPS系统的主要作用，是在市电电源意外中断、发电机启动之前，确保系统上所带的负载持续供电；或在电压波动较大时，保护电子设备免受浪涌冲击，起到一定得稳压作用。因此，UPS系统是数据中心供电连续性的重要保障，其可靠性直接影响着整个数据中心的可靠性，可以说是数据中心的“供电保护神”。

• UPS的基本原理及主要技术参数

01 什么是UPS？

UPS即不间断电源（Uninterruptible Power Supply）是一种含有储能装置的不间断电源。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电意外中断时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应电能，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受电网波动而造成损坏。

02 UPS的四大功能

l    不断电功能：解决电网突然停电的问题；

l    稳压功能：解决电网网压剧烈波动的问题；

l    净化功能：解决电网或电源污染问题；

l    自我监控与管理功能：起到提前预警与故障显示的作用；

03 UPS的基础技术参数

l      UPS电源电池容量：UPS不间断电源电池容量以KVA为单位，是UPS不间断电源最为重要的参数之一，UPS系统在配置电池组时可根据实际需求选择合适的容量，以满足后备时间的要求。

l      输入输出电压：不同国家地区使用的电压是不同的，故而不同的负载设备运行的电压也不同。通常的输入输出电压可以分为单进单出、三进三出、三进单出。一般UPS的输入电压范围应该在160V~270V之间或者更宽，范围越宽说明UPS的适应性越好。输出电压则根据实际国家地区的应用需求来进行适配。

l      UPS电源后备时间：UPS电源后背时间可根据实际应用环境来选择的，如果应用场所是日常办公家用，我们一般不需要太长后背时间的UPS电源，采用标配即可。而针对高要求的工作环境，例如数据中心、医疗、航空、工业等领域，UPS就应该严格按照实际情况配备支持负责设备正常运行的电池来实现不同的安全后备时间。

l      UPS电源尺寸与重量：UPS电源尺寸与重量是UPS电源外观重要参数。考虑到多数使用者在安装设计以及运输途中存在一些限制，通常UPS电源尺寸与重量应提前做好规划与预设，否则一旦预留空间与产品实际尺寸不符，势必造成不必要的安装麻烦。

UPS的分类

01 后备式UPS：

后背式UPS日常处于蓄电池充电状态，在停电时逆变器紧急切换到工作状态，将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出，因此后背式UPS也被称为离线式UPS。

后背式UPS电源的优点是：运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合。然而后背式UPS一般存在10ms左右的转换时间，且一般只能持续供电几分钟到几十分钟，因此不适合在关键性的场所中使用。

02 在线式UPS：

在线式UPS是指无论是输入电源供电正常时，还是电源中断由电池逆变供电期间，逆变器始终处于工作状态。在线式UPS输出多为正弦波，电压及频率稳定，能实现零中断切换，且具有体积小、能耗小等优点，因此它多被用在供电质量要求较高的场所。

03 在线互动式UPS：

在线互动式UPS是介于后背式UPS和在线式UPS工作方式之间的UPS设备，它集中了后背式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点。在线互动式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。

　 对于数据中心机房来说，在电力系统的运行过程中，不可避免地会出现故障。尽管故障出现的几率很小，持续的时间也不长，但产生的后果却往往十分严重。电力系统发生故障时，运行状态将经历急剧变化。所以UPS电源的应用对于机房不间断运行来说尤为重要。对UPS电源日常检测、维护也更是重中之重。