一個成功的男人，背后肯定有一個女人默默的支持。

　　作為一個服務(wù)器，它的成功就是穩(wěn)定而持續(xù)的運行，那么支持它穩(wěn)定運行的是什么呢?

　　服務(wù)器硬件?系統(tǒng)?軟件?

　　不，都不是!答案是UPS!

　　在現(xiàn)在社會的IT部門，一個系統(tǒng)，一項應(yīng)用，全都離不開服務(wù)器。一向以來，服務(wù)器都是行業(yè)、企業(yè)、部門關(guān)注的焦點，但是有幾個人了解默默支持服務(wù)器能源所需的UPS，又了解多少呢?

　　想象一下，在全世界以小片區(qū)域為單位"電荒"事件頻發(fā)的現(xiàn)時代，無論大型服務(wù)器集群或是單個服務(wù)器組建的小型網(wǎng)絡(luò)，沒有強(qiáng)力UPS的續(xù)電支持，會有怎么樣的情形發(fā)生?

　　突然斷電之后，服務(wù)器運行中斷，正在調(diào)用與處理的程序與數(shù)據(jù)庫文件損壞;管理系統(tǒng)運行中斷，企業(yè)管理決策下發(fā)滯后;企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行中斷，業(yè)務(wù)資料丟失;動輒百萬元計的科研單位高端靈敏電子設(shè)備損毀......

　　有鑒于以上事故的嚴(yán)重后果，今天，筆者將從一張簡單而實用的UPS警示與說明書起，結(jié)合自己對UPS了解的一些知識以及之前做IDC技術(shù)維護(hù)中電力系統(tǒng)維護(hù)的經(jīng)驗，完成此文，希望引起更多服務(wù)器關(guān)注者與使用者對于UPS的注意，并作為一部分朋友有意向選購UPS設(shè)備的小小參考。

　　使用UPS的必要性

　　平常生活與工作中由政府電力部門直接供應(yīng)的電，稱為市電。市電的供應(yīng)由于受到外界和電網(wǎng)內(nèi)部的各種因素影響，在很多時候其實是很不穩(wěn)定的。

　　由于市電是面向社會各界支持的，而不同單位不同個人在不同時間段接入電網(wǎng)的負(fù)載都可能不同，這就導(dǎo)致市電電壓和電流的不穩(wěn)定供應(yīng);地震、雷電等自然現(xiàn)象和電力各部門的輸變電系統(tǒng)短、斷路、跳閘等問題會導(dǎo)致電力的中斷。這些都是影響市電正常供應(yīng)非常嚴(yán)重的外界因素。

　　以服務(wù)器和系統(tǒng)整體應(yīng)用的PC市電電力供應(yīng)為例，在電網(wǎng)內(nèi)部，還有以下這些會影響電力正常供應(yīng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行的一些因素：

　　1、電涌：電網(wǎng)突然減載時，輸出電壓會在一瞬間產(chǎn)生電壓升高的現(xiàn)象。一般以超出額定電壓110%且持續(xù)時間高于一個電力傳輸周期(20ms)作為標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、高壓尖脈沖：指電網(wǎng)遭遇雷電、放電、負(fù)載突然增減時，電壓達(dá)到6000伏，持續(xù)時間0.1-20ms的脈沖電壓現(xiàn)象。

　　3、暫態(tài)電壓：類似于高壓尖脈沖，但峰值電壓高達(dá)20000伏，持續(xù)時間為0.001-0.1ms的脈沖電壓現(xiàn)象。

　　4、電壓下陷：電網(wǎng)突然加載時，輸出電壓一瞬間產(chǎn)生電壓降低的現(xiàn)象。一般持續(xù)時間是一個周期以上。

　　5、電線噪聲：電聲設(shè)備接入或電波輻射或電氣風(fēng)暴時，射頻或者電磁或其他高頻物體對于電線的傳輸通道產(chǎn)生的電線聲波干擾現(xiàn)象。

　　6、頻率偏移：不穩(wěn)定頻率的電力設(shè)備供電時，產(chǎn)生的市電頻率上下變化超過3Hz標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。

　　7、持續(xù)低電壓：電網(wǎng)高負(fù)載持續(xù)運行時，較長時間內(nèi)市電電壓有效值低于額定電壓的現(xiàn)象。

　　以上原因所引起的電力中斷和電壓不穩(wěn)等現(xiàn)象都屬于電力的不穩(wěn)定供應(yīng)現(xiàn)象，而這些不穩(wěn)定市電的供應(yīng)，對于沒有配備UPS的服務(wù)器來說，每一個因素都絕對可以造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定、設(shè)備運行不順暢甚至自動關(guān)閉電源的故障。

　　那么，看了上文中市電的這么多不穩(wěn)定因素，在UPS恒壓恒頻的持續(xù)電力支持系統(tǒng)面前，我們有什么理由說NO呢?對UPS不了解?那好，在下文中，筆者將給各位朋友做一個比較詳細(xì)的介紹，讓大家對于UPS這個幕后工作者有個系統(tǒng)的認(rèn)識。

　　UPS定義

　　UPS全稱為Uninterruptible Power System,中文即不間斷電源系統(tǒng),是以蓄電池和逆變器(Inverter)為主要組成部分，能夠保持電子設(shè)備恒壓恒頻、具有儲能功能的電源支持系統(tǒng)。

　　說它是不間斷電源，其實也是言過其實。在一個使用UPS電力支持的電子系統(tǒng)中，當(dāng)市電突然中斷時，UPS通過自身所帶的逆變器將己身所帶的電能轉(zhuǎn)化為220V交流電，通過放電的方式向負(fù)載供電，并支持其繼續(xù)運行5分鐘-8小時的時間，以保護(hù)軟硬件系統(tǒng)、方便用戶保存數(shù)據(jù)或支撐到市電再次接通。

　　另外，由于UPS處于電網(wǎng)與電子設(shè)備等負(fù)載的中間位置，所以在市電供應(yīng)的情況下，UPS屬于電網(wǎng)中的一個負(fù)載，而當(dāng)UPS對系統(tǒng)內(nèi)的電子設(shè)備進(jìn)行放電以支持電力運行時，其又充當(dāng)了電源的角色。

　　UPS功能

　　UPS的功能總的來說就一句話，支持電子類設(shè)備在市電中斷時持續(xù)運行，以便于用戶有足夠的時間保存數(shù)據(jù)或支撐到市電再次接通，同時也盡最大可能保護(hù)了硬件系統(tǒng)。

　　服務(wù)器運行的肯定是要求穩(wěn)定性和持續(xù)性。近年來時時出現(xiàn)的"電荒"現(xiàn)象，卻迫使包括我國在內(nèi)的全世界電力部門都出現(xiàn)了拉閘限電的需要。當(dāng)出現(xiàn)市電中斷的情況時，如果我們的系統(tǒng)沒有UPS的保護(hù)，服務(wù)器中正在運行的程序、處理的數(shù)據(jù)肯定會有所損壞，這對于數(shù)據(jù)安全要求極高的政府、電信、金融、各行業(yè)應(yīng)用來說，是多么可怕的事情;另外，對于那些動不動就百萬元起的高端設(shè)備，如果主板、CPU等高昂的配件由于突然斷電引起的電壓驟變而被燒毀，那又是多么值得痛惜的事情!

　　以上所述UPS的功能，其實也從側(cè)面提出服務(wù)器必須配備UPS的理由。

　　UPS分類

　　UPS根據(jù)技術(shù)、容量的多寡及供電應(yīng)用的不同有三種分類方式，這里筆者將對其詳細(xì)闡述，以期作為大家采購的參考。

　　1、根據(jù)UPS所采用的技術(shù)劃分可分為旋轉(zhuǎn)式和靜態(tài)變換式

　　1)旋轉(zhuǎn)式：旋轉(zhuǎn)式UPS由整流器、電池、直流電動機(jī)、柴油機(jī)(或汽油機(jī))、飛輪和發(fā)電機(jī)組成。市電供電時，UPS的電動機(jī)帶動飛輪和發(fā)電機(jī)給負(fù)載供電;市電中斷后，飛輪由于慣性，繼續(xù)帶動發(fā)電機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)，這樣發(fā)電機(jī)就能持續(xù)給負(fù)載提供電源，起到緩沖的作用，同時啟動柴(汽)油機(jī)。當(dāng)柴(汽)油機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同時，柴(汽)油機(jī)離合器與發(fā)電機(jī)相連，完成從市電到油機(jī)的轉(zhuǎn)換。

　　旋轉(zhuǎn)式UPS的優(yōu)點是維護(hù)簡單，運行穩(wěn)定，缺點是系統(tǒng)龐大，操作不便，效率相對低下，產(chǎn)生的噪音太大，電流不穩(wěn)定，不能滿足高穩(wěn)定性電流需求的服務(wù)器系統(tǒng)需求。

　　2)靜態(tài)變換式：靜態(tài)變換式在市電電壓頻率、波幅、相位與工作周期等要素都處于正常狀態(tài)時，由市電通過UPS給負(fù)載供電。UPS對市電進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓和穩(wěn)頻調(diào)整后，提供給負(fù)載更加穩(wěn)定的電源。同時，UPS通過充電器把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存在電池中。當(dāng)UPS偵測到市電異常時，切換到電池供電，通過逆變器把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?，供給負(fù)載，以保證對負(fù)載的不間斷電力供應(yīng)。這種UPS還有一種旁路(Bypass)工作狀態(tài)，它在剛開機(jī)或機(jī)器故障時，可以把輸入經(jīng)高頻濾波后直接輸出，保障對負(fù)載的供電。

　　根據(jù)UPS逆變器工作原理的不同，靜態(tài)變換式UPS又分為離線式、在線式和互動式。

　　離線式：當(dāng)市電正常時，市電通過離線式UPS對負(fù)載進(jìn)行持續(xù)而穩(wěn)定的電力供應(yīng)，此時，離線式UPS只相當(dāng)于一個穩(wěn)壓器的作用，逆變器不工作;當(dāng)市電電壓出現(xiàn)UPS無法承受的的異常時，后備式UPS的逆變器立刻變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)，將儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為220伏的交流電，輸送給負(fù)載以支持設(shè)備的持續(xù)運行。從逆變器的空閑到工作的狀態(tài)變化，有一個小于10ms的操作時間，這段時間設(shè)備供電中止--在實際應(yīng)用中，一些電子設(shè)備對于這個時間段的中止采取了容斷，即中斷之后的設(shè)備工作正常，幾乎不受斷電的影響;另外一些設(shè)備對于這個時間的中斷則無法承受，如不具有冗余功能的服務(wù)器都把這個時間的中斷判斷為電力中斷或電壓異常，從而產(chǎn)生服務(wù)器重啟，導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞等情況。

　　在線式：在線是相對離線而言，它與離線式UPS的工作過程大致相同，只是在線式UPS在市電供應(yīng)期間，其逆變器是處于工作狀態(tài)，但是不做具體的工作，當(dāng)市電大的異常時，逆變器仍然一直處于工作狀態(tài)，而且立刻實現(xiàn)化學(xué)能到220伏交流電的轉(zhuǎn)換，中斷時間為0。

　　互動式：互動式在市電正常時，處于向UPS內(nèi)的蓄電池充電的狀態(tài)，市電異常時，逆變器馬上又變成將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的工作，期間工作的逆變過程同樣也有一個非常小的時間段，相對比離線式UPS時間更短。

　　在所有靜態(tài)變換式UPS中，具有冗余功能的服務(wù)器基本都能保持工作的正常，而不具有冗余功能的服務(wù)器，只有小部分特殊電源設(shè)計的服務(wù)器當(dāng)在在線式UPS支持時可以實現(xiàn)不中斷工作。

　　另外，UPS的工作機(jī)能是通過市電系統(tǒng)對其進(jìn)行充電，一些設(shè)計周到的UPS，在蓄電池電量將滿時，UPS對于電網(wǎng)內(nèi)的電力續(xù)充采取浮充方式，用這個辦法來規(guī)避電量充滿后的溢出放電現(xiàn)象，從而提高UPS的壽命。

　　2、根據(jù)UPS內(nèi)蓄電池容量的大小可分為標(biāo)準(zhǔn)型和長效型

　　1)標(biāo)準(zhǔn)型：標(biāo)準(zhǔn)型UPS一般是相對低端UPS產(chǎn)品而言。標(biāo)準(zhǔn)型UPS裝載蓄電池組的容器采是盒型，容量教小，一般都是固化不可增減的。標(biāo)準(zhǔn)型UPS所支持的電力供應(yīng)時間一般在5-25分鐘區(qū)間內(nèi)。對于服務(wù)器來說，在這段時間里基本可以保障用戶完成數(shù)據(jù)保存、程序關(guān)閉、正常關(guān)閉機(jī)器等工作。

　　2)長效型：長效型UPS是相對高端大容量UPS而言。長效型UPS裝載蓄電池組的容器采用柜型，屬于可擴(kuò)展型，可以根據(jù)用戶的需求對蓄電池組進(jìn)行增加或減少的工作。用戶使用的長效型UPS支持的電力供應(yīng)時間一般在1-8小時區(qū)間內(nèi)。以支持服務(wù)器電力為例，在UPS供電的這段時間，可以等待市電的重新接通;當(dāng)UPS內(nèi)電量支持時間到達(dá)預(yù)設(shè)的某一個較小的時間段時，UPS會自動報警，提醒用戶進(jìn)行程序關(guān)閉、數(shù)據(jù)保存、機(jī)器關(guān)閉等操作來保持系統(tǒng)的最小損失。

　　3、根據(jù)UPS供電應(yīng)用的不同可以分為集中供電型和分散供電型

　　其實UPS供電應(yīng)用里的集中供電和分散供電基本是按照UPS數(shù)量的多寡來分類的，側(cè)重應(yīng)用中配電的應(yīng)用，在此筆者將其作為一種分類方式獨立列出，主要是把這種應(yīng)用思想融合進(jìn)來，也可以為大家采購UPS時，對于采用多個教小型UPS還是單個大型UPS有多一個選擇的方式。

　　1)集中供電型：集中供電是指用一臺大型UPS向所有系統(tǒng)負(fù)載集中供電。以信息化應(yīng)用為例，以下列舉出了集中供電的優(yōu)缺點。

　　集中供電的優(yōu)點：系統(tǒng)設(shè)備的供電線路部署只需要提供一個電源接入點，便于服務(wù)器和PC電力續(xù)電的集中管理。

　　集中供電的缺點：線路過于集中，服務(wù)器和PC電力續(xù)電系統(tǒng)部署的規(guī)范性和線路的連貫性等要求更高;電源接入點只有一個，不論線路采用地板式還是墻面式部署，必然產(chǎn)生相對多而雜亂的情形，同時隱藏的UPS系統(tǒng)故障導(dǎo)致信息化應(yīng)用系統(tǒng)由于市電電力中斷而崩潰的風(fēng)險也隨著增高，可靠性較低;集中供電對于電力設(shè)備的規(guī)格要求更高，隨之而來的必然是電力穩(wěn)定系統(tǒng)等的技術(shù)含量要更高，導(dǎo)致單個高檔設(shè)備成本的高昂，同時，為了盡量避免市電中斷的突發(fā)事件發(fā)生時，因為UPS故障引起的整個系統(tǒng)電力崩潰，必須得另外購置一部同樣高昂的高端UPS作為備用，從側(cè)面增加了采購成本。

　　2)分散供電型：分散供電是指用多臺較小型UPS對系統(tǒng)內(nèi)的多臺負(fù)載分別供電。同樣以信息化應(yīng)用為例，以下列出分散供電的優(yōu)缺點。

　　分散供電的優(yōu)點：續(xù)電線路采用多個接入點，對于線路部署的系統(tǒng)要求比較低;多個UPS供電，降低了單個UPS供電所帶來的市電中斷時，由于UPS故障所引起的整個系統(tǒng)運行中斷的風(fēng)險，同時由于多個接入點的續(xù)電線路部署，續(xù)電線路因為朝向比較分散而易于整理，電力線路可靠性高;在額定功率總額相同的情況下，同樣需要一個備用UPS，但是這個規(guī)格的UPS只需要達(dá)到分散供電UPS里的要求就可以，相比集中供電里的高成本備用UPS，分散供電里所需的總體UPS采購成本要低很多。

　　分散供電的缺點：由于采用多個UPS續(xù)電接入點，服務(wù)器和PC等整個系統(tǒng)的續(xù)電線路部署要分散，這樣在管理上相對顯得不方便。

　　UPS使用

　　UPS的使用，其實也很容易，參照說明書的警示，主要應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容。

　　1、開關(guān)機(jī)順序

　　開機(jī)順序

　　1)接通市電予UPS，使其處于旁路。

　　2)逐個打開負(fù)載，需注意：按照有效電流從大到小的順序開啟負(fù)載，不可同時開啟負(fù)載。

　　3)啟動UPS，使其處于逆變工作狀態(tài)。

　　關(guān)機(jī)順序原理基本同上：逐個關(guān)閉負(fù)載，關(guān)閉UPS(此時UPS處于旁路，市電對其充電)。需要注意的是如果要對UPS放電，必須等到UPS完全關(guān)閉,然后將市電斷開才可進(jìn)行放電操作。

　　2、標(biāo)準(zhǔn)型UPS的使用

　　標(biāo)準(zhǔn)型UPS一般在市電狀態(tài)下無負(fù)載檢測功能，靠其中的保險絲進(jìn)行保護(hù)。在進(jìn)行市電供電的情況下，如果帶載過大，UPS可能繼續(xù)工作，但當(dāng)市電異常轉(zhuǎn)為UPS逆變工作時，UPS就會因過載保護(hù)而關(guān)機(jī)，嚴(yán)重時會造成UPS損壞，以上情況都會造成輸出中斷，給用戶帶來一定的損失。因此在使用標(biāo)準(zhǔn)型UPS前應(yīng)確認(rèn)負(fù)載總量。

　　正常使用時，若無市電中斷情況發(fā)生，電池應(yīng)每隔3-6月帶載充、放電一次，放電完畢后，標(biāo)準(zhǔn)型UPS充電時間應(yīng)不少于10小時。

　　3、長效型UPS的使用

　　長效型UPS由于采用外接電池組來延長供電時間，外接電池的好壞直接影響到UPS的放電時間，所以在使用長效型UPS時一定要注意電池的質(zhì)量和保養(yǎng)。

　　由于長效型UPS外置電池與UPS主機(jī)是分開的，相互間由電池連線連接，一般正常使用時不會有什么問題，但是當(dāng)用戶在裝機(jī)或移機(jī)時，就會需要進(jìn)行重新連線，在連線時應(yīng)注意以下幾個問題：

　　1)電池連接時電壓極性要正確;

　　2)先向UPS中輸入市電產(chǎn)生充電電壓，然后將電池與主機(jī)進(jìn)行連接。

　　4、所有UPS在使用時應(yīng)注意以下事：

　　1)UPS接地處理：由于UPS內(nèi)有超過人體承受能力的高電壓，當(dāng)發(fā)生故障時候，若未接地，可能會導(dǎo)致其金屬殼帶電，危害到人體安全;另外，某些設(shè)備對零、地線之間電壓有較高的要求，若未接地，會使得零、地線之間電壓過高而使設(shè)備無法工作甚至發(fā)生損壞;

　　2)正常使用時，若無市電中斷情況發(fā)生，電池應(yīng)每隔3月帶載放、充電一次，放電完畢后，UPS充電時間應(yīng)不少于10小時;

　　3)如果UPS長期處于閑置狀態(tài)，應(yīng)每隔3月空載沖、放電一次;

　　4)電池的外部環(huán)境要求以22-28℃為宜，避免陽光直射并做好防塵處理;

　　5)室溫條件下，長期處于浮充狀態(tài)運行時的密封鉛酸電池壽命為3-5年，應(yīng)根據(jù)實際情況及早做好備用蓄電池的購置與預(yù)使用狀態(tài)調(diào)試。

　　總結(jié)：

　　其實，在很多中小企業(yè)中，對于服務(wù)器養(yǎng)護(hù)都沒有給予足夠的關(guān)注。

　　以筆者初出校門所供職的第一家四百多人的中型企業(yè)為例，在一個8平米左右的機(jī)房里，把IT部門的清一色DELL塔式服務(wù)器(包括核心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，集合了幾套包括財務(wù)、業(yè)務(wù)與企業(yè)管理信息系統(tǒng)的服務(wù)器，防火墻服務(wù)器，殺毒軟件服務(wù)器)全部安置了進(jìn)去，此外，里面還因工作的不確定性放置了二至三部測試用的PC，四臺顯示器，兩臺路由器，兩臺核心交換機(jī)，楨中繼，兩堆一人高的工作文檔，兩個未拆散的服務(wù)器包裝紙盒，二至三個流動的維護(hù)人員，滴了一個月水就報廢的1匹壁式空調(diào)。

　　空間狹小，散熱系統(tǒng)差;電力續(xù)電設(shè)施無，沒有后備保障......

　　筆者在前些天談到服務(wù)器養(yǎng)護(hù)的時候，就是希望大家對這種服務(wù)器養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀有所警示。不過在很多企業(yè)里，散熱系統(tǒng)和防塵、避雷等重要環(huán)節(jié)都給予了一定的重視，而同樣的不少企業(yè)中，對于電力續(xù)電系統(tǒng)的關(guān)注度就少了很多。

　　在一定條件下，作為電力續(xù)電設(shè)備的UPS，是一個規(guī)范的服務(wù)器養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)里比散熱系統(tǒng)更重要的必須的設(shè)備。對于UPS設(shè)備的關(guān)注沒有上升到一定程度的服務(wù)器使用者與維護(hù)員來說，其實從側(cè)面否定了其所使用的或維護(hù)的服務(wù)器的技術(shù)高度，削弱了服務(wù)器所需的整體技術(shù)含量，同時也不經(jīng)意的降低了自己這個技術(shù)工作者的地位。

　　筆者完成這篇"服務(wù)器背后故事"的中心思想，就是希望服務(wù)器行業(yè)的各位朋友，可以更加重視起自己，從UPS續(xù)電系統(tǒng)的建設(shè)或關(guān)注始。

該文章在 2011/1/8 11:53:24 編輯過