數(shù)據(jù)中心電源中斷的危害與UPS的作用

　　如果市電出現(xiàn)故障，UPS電源對(duì)于數(shù)據(jù)中心的作用則至關(guān)重要，因?yàn)槠渌峁┑谋Ｗo(hù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其本身提供電源的作用。通常情況下，來(lái)自重工業(yè)設(shè)備的干擾源可能會(huì)影響輸入電源的質(zhì)量，導(dǎo)致交流電源的波形畸變。而UPS電源設(shè)備可以防止這些干擾傳送到數(shù)據(jù)中心的敏感信息通信技術(shù)設(shè)備，因此這些干擾不僅能夠使IT系統(tǒng)性能下降，而且有可能永久性地?fù)p壞硬件設(shè)備，導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞和丟失，并嚴(yán)重影響組織的聲譽(yù)。

　　本文將討論數(shù)據(jù)中心可能遇到的主要中斷問(wèn)題，以及UPS和相關(guān)設(shè)備如何防止這些中斷造成危害。圖1列出了對(duì)輸入電源的一些干擾和影響。

　　圖1典型的交流電源問(wèn)題

　　電源干擾類型

　　電源尖峰是疊加在交流電源波形上的短時(shí)間的極高電壓，可能會(huì)破壞電氣和電子設(shè)備。它們可能是由于雷擊，大電流設(shè)備的切換，電力公司的負(fù)載切換，甚至恒溫器故障所引起的。

　　由于電源線和地線之間的干擾，電氣噪聲可能是共模的。否則由于相線之間或相線對(duì)中性線的干擾，它可能是正常模式，其原因包括雷擊，負(fù)載切換，電纜故障和附近的射頻設(shè)備。

　　進(jìn)入地線的高頻噪聲會(huì)影響使用供電系統(tǒng)接地的敏感電子電路的參考點(diǎn)，可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)宕機(jī)并損壞數(shù)據(jù)。

　　浪涌是瞬間出現(xiàn)超出穩(wěn)定值的峰值電壓，通常在大負(fù)載關(guān)閉后出現(xiàn)，或在變電站進(jìn)行負(fù)載切換之后出現(xiàn)。這個(gè)相對(duì)長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)電源組件的劣化，并導(dǎo)致過(guò)早失效。

　　電壓下陷是指低于額定值的低壓，并且持續(xù)時(shí)間可能是一個(gè)或數(shù)個(gè)周期，其狀態(tài)與電源尖峰相似，只是反向的，但持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。通常，大負(fù)載切換或旋轉(zhuǎn)機(jī)械啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電壓下陷，如果時(shí)間更長(zhǎng)的話，則可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)重新啟動(dòng)。

　　諧波通常是由于正弦電壓加載在非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變而產(chǎn)生的。受控整流器，開(kāi)關(guān)電源或旋轉(zhuǎn)電機(jī)等負(fù)載容易引起這種干擾，其典型的來(lái)源包括電腦，復(fù)印機(jī)，激光打印機(jī)和變速電機(jī)。另外，隨著溫度升高，諧波可能會(huì)導(dǎo)致電流不成比例的上升。這些可能導(dǎo)致部件故障，設(shè)備過(guò)熱等問(wèn)題。

　　數(shù)據(jù)中心的UPS供電系統(tǒng)

　　由于大多數(shù)電腦是由內(nèi)部開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)的，隨著機(jī)房設(shè)備中電腦數(shù)量的增加，逐漸產(chǎn)生了諧波相關(guān)的問(wèn)題。在極端情況下，諧波產(chǎn)生的熱量可能會(huì)破壞數(shù)據(jù)中心主要的中性線。

　　電壓跌落的持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，其后果通常更嚴(yán)重。當(dāng)市電不能滿足當(dāng)前的負(fù)載需求時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況，而在極端情況下，這種情況將會(huì)持續(xù)數(shù)小時(shí)。

　　斷電是電源完全失效，這是組織投資部署UPS電源的最主要的原因。如果沒(méi)有UPS電源進(jìn)行斷電保護(hù)，其影響對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)可能是毀滅性的。斷電的原因主要包括供電線路故障，發(fā)生事故，雷暴，以及一系列其他問(wèn)題。

　　UPS和干擾保護(hù)

　　為了保護(hù)數(shù)據(jù)中心設(shè)施免受上述干擾，數(shù)據(jù)中心業(yè)主將大多數(shù)選擇在線式UPS而不是離線式UPS。在正常運(yùn)行期間，UPS電源首先對(duì)輸入的電源進(jìn)行整流，以獲得直流電，為電池充電，然后將直流向逆變成交流電給負(fù)載供電。這意味著IT負(fù)載總是接收來(lái)自逆變器的穩(wěn)壓電壓的調(diào)節(jié)電源，UPS的轉(zhuǎn)換階段保護(hù)可以保護(hù)IT設(shè)備免受市電噪聲和瞬變的影響。相比之下，離線式UPS在正常運(yùn)行期間將未過(guò)濾的市電直接饋送給IT負(fù)載，使IT負(fù)載容易受到市電的各種干擾。

　　通過(guò)在供電線路中安裝合適的濾波器和隔離變壓器，可以顯著降低射頻噪聲干擾和尖峰。其外部連接的組件也可以減少浪涌。這些措施包括在一些設(shè)備安裝浪涌抑制濾波器，以及實(shí)施適當(dāng)?shù)碾娎|屏蔽和良好的接地。

　　令人關(guān)注的是，盡管只有幾毫秒的電源中斷，卻可能導(dǎo)致一些設(shè)備或操作完全失敗，而其他設(shè)備可能會(huì)經(jīng)歷幾個(gè)電源故障的周期卻沒(méi)有什么影響。