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摘要:数据中心机房在实际运行中对于电源有着非常高的要求,UPS电源即不间断电源在数据中心中的应用,可以满足当前IT类电子设备对于电源的要求,因此UPS电源在数据中心应用越来越广泛。通过阐释UPS电源的运行原理,结合当前数据中心机房运维管理现状分析UPS供电系统的建设要求与运维管理措施。

关键词:新型UPS电源;数据中心机房;运维管理

0 引 言

不间断电源(Uninterruptible Power System,UPS)通过主机连接到蓄电池,在模块电路的支持下,将DC电源转换为商用电源。UPS满足了计算机网络系统和电力电子设备等电源的要求,保证了可靠性和不间断的电源供应,具有成本更低、效率更高、性能更强以及使用寿命更长的特点,可以有效减少日常维护。当前,随着数据中心业务的扩展,机房负荷日益加大,蓄电池扩容受空间及承重限制的问题越凸明显,一定程度上加大了网络故障发生的风险,因此研究UPS供电系统的技术要求非常必要。

1 数据中心UPS电源主要介绍

UPS电源系统通常持续工作数小时,甚至数十小时以上,而且在停电时也能像往常一样工作,适合用于计算机、运输、银行、证券、通信、医疗以及工业控制等领域。它的无源部件包括分配器、合成器以及带通滤波器等多种设施装置。激励器主要包括主激励器和备激励器,当主激励器出现故障时,备用激励器会立即工作,同时利用UPS电源进行发射信号,对工作运行具有非常良好的控制效果[1]

2 数据中心机房运行现状

2.1 停电故障频发

现网除核心局站外,受外围通信机房基础设施配套建设条件限制,引入外市电属于三类及以下单路市电,无配置固定油机,且外市电停电或物业检修停电频繁,尤其是在台风汛期期间,存在大面积、长时间以及频繁停电的风险。

2.2 网络影响严重

无论是汇聚传输节点站还是BBU集中点,传输设备是网络联通最关键的一环,尤其是在汇聚机房和长链站点中。以广州某综合机房为例,汇聚传输设备下挂大客户等级为集团特级,基站业务超500,设备掉电等于发生网络特级故障,严重影响网络安全。随着网络演进和OTN专网建设,重要业务站点个数也将不断增加,双后备电源系统供电可进一步提高重要网络保障能力。

3 数据中心机房UPS电源的管理措施

3.1 优化机房设计方案

通信机房是UPS电源的掩体,也是保证电源得以平稳运行的重要装置,在制定机房设计方案时需要注意以下几点。第一,设计者要明确通信机房的具体作用,并结合电源系统运行机制合理安排其中涉及到的辅助装置。第二,设计者要掌握突发性停电下的供电程序,根据程序运作流程设计电源系统装置的位置和电容量,保证UPS电源在停电下也能得到正常运转。第三,为了保证机房设计方案与后期施工达到标准要求,除了要进一步明确图纸中各环节涉及的数据外,还要预防可能存在的隐患问题,如线路故障或电压不稳等,为机房整体性能的提升奠定良好基础,为UPS电源创造稳定环境[2]

3.2 电源日常巡查监管

UPS电源的日常巡查工作看似简单,但在实际监管中不仅要细致检查电源中电压的频率和电流量,还要排查电源的散热和报警等装置的运行情况。此外,为了保证UPS电源所处环境的安全性,巡查人员还要掌握通信机房内的湿度和温度,保证机房内温度不得超过24 ℃,湿度则控制在50%左右。若在巡查过程中发现电源外壳出现形变情况,不要急于操作电源装置,而是要先找到导致形变的原因,并检查外表温度是否存在异常情况,检查完毕后对电源处的端子进行连接处理,从而为后期的维修工作提供安全保障。

3.3 科学设置零地电压

提高对零地电压科学设置的重视,不仅对UPS电源后期的高效管理有推进作用,还对电源管理质量的提升有很大帮助,因此在设置零地电压的时候,技术团队需要科学规划电压系统中各线路的布置。如在设置零线与地线走线路径时需要控制线路之间的距离,保证线路距离在35 cm左右,以免影响电源或相关装置的稳定运行,还要合理选择隔离变压器的设置方式,保证系统零线的接地设置满足UPS电源的运作需求。

4 数据中心机房UPS电源的维护措施

数据中心机房UPS电源的维护措施主要包括注重设备更新升级、合理规划维护标准、制定应急维护预案以及远程监控机房电源4点。

4.1 注重设备更新升级

定期更新与升级UPS电源系统中的设备装置是维护管理工作中的重要内容,是保障信息通信系统良性运行的关键。首先维护人员需要合理规划设备的更新周期,保证设备装置一直处于良好状态,并在专业人士的帮助下鉴定落后的设备,为后续更新标准的制定提供参考。其次维护团队不仅要细致考量所更新设备的质量,还要明确其兼容性和实际功能等,从而为UPS电源的高效运行提供保障。最后在维护电源系统时,专业人员要仔细检查各装置的连接接口,降低维修过程中因人为因素而引起的故障问题。

4.2 合理规划维护标准

除了在明确设备更新周期上要提高重视外,还要合理规划UPS电源的维护标准。在维护项目选择方面,由于信息通信系统运行时会应用到很多装置,实际维护时所体现的工作量较大,若盲目维护所有装置,不仅会影响维护效率与质量,而且还会增加工作人员的负担。因此可以通过定期更换维护项目的方式来对设备进行阶段性维护,从而提高系统整体的稳定程度。此外,在UPS电源系统保洁方面,需要清理系统内部的构件和线路等,并及时上报出现膨胀或漏电现象的设备,以免威胁电源系统和维护人员的安全。

4.3 制定应急维护预案

在面对突发情况时若没有相应的应急预案作为支撑,那么UPS电源就容易出现电压或电流不稳情况,导致信息通信系统不能正常运转,从而影响人们的工作效率。因此,维护团队要结合UPS电源的实际情况和信息通信系统运行需求制定科学的应急维护预案,保证预案时效性与全面性符合处理突发故障的要求,降低维护成本与时间的浪费。针对应急预案,还要组织维护人员开展演习活动,并及时改进演习过程中难以落实或实施效果不明显的部分,为提高应急预案应用价值奠定良好基础[3]

4.4 远程监控机房电源

为了给UPS电源维护人员提供便利条件,减少维护成本与时间的同时提高管理效率,可以通过远程监控的方式实时掌握电源的日常运行情况,如SNMP网络系统能够实现集数据统计、预警监测以及人机交互于一体的多功能维护体系的构建。在该监控体系的支持下,UPS电源维护团队不仅可以对其运行中产生的各项数据信息进行采集与报表转化,还能预警电源因突发性因素而产生的故障问题,在最大程度上降低对信息系统主体的破坏程度。此外掌握远程监控机房电源技巧,还能为系统内部各参数的及时设置创造有利条件,是维护UPS电源的重要手段之一。

5 数据中心机房UPS电源的故障及应对措施

5.1 UPS电源常见的故障类型

UPS电源属于非常复杂的电气设备,很容易受到电源故障影响,造成设备无法正常运转。例如,由电网电压不高、电压波动厉害以及环境中有大量粉尘而导致设备出现问题时,如果没有进行及时的检修,就很容易导致设备处于瘫痪状态,甚至无法修复。

在UPS电源开机之后,如果信号灯和显示屏没有反应,或者是进线螺钉部位出现打光和变色等问题时,必须要进行全面分析,利用万用表检测进线电源,判断是否有交流380 V或者220 V交流电,还要定期检查螺钉,判断是否出现比较大规模的震动,对于大电流通过的接线端子,如果出现松动则必须进行有效加固。

5.2 激励器故障

激励器是UPS电源的核心,对机器的正常运转具有非常重要的作用。如果开机之后发射器并没有信号输出,那么需要检查视频音频信号输入激励器是否出现故障,如果有信号输入,则应该保证UPS电源在保护模式下无功率输出,如果没有信号输出则应该判断激励器是否顺利将信号放送到功放模块。开机之后,工作人员如果发现激励器模块故障灯出现报警提示,那么就需要及时切断电源,并检查UPS电源的各个插口,判断是否存在插口松动问题。

保持UPS主机工作环境的清洁卫生,防止灰尘流入机箱使本地电路过热损坏零件,然后定期检查冷却风扇。关闭电源后,不要启动UPS电源,应先关闭负载,在UPS启动后打开负载。变换器每次启动前,需检查UPS接线是否正确,并检查输入主电源接线的极性,这是为了工作人员的个人安全,也为了避免损坏UPS电源。UPS电源选择上适当的容量,不产生过载,总负荷容量不能大于额定功率,如为800 W负载选择UPS电源时,电源应不低于1 000 W。此外,不要经常关掉电源,最好长时间开着,同时应避免热源和直射光线,工作在干燥通风且干净的环境下。

6 结 论

在网络时代发展下,构建安全的供电系统成为了信息化企业关注的重点。作为数据中心机房的重要组成部分,强化对UPS电源的管理及维护,不仅对通信系统中的数据信息有保护作用,还对电力系统的可持续运行提供了重要保障。维护人员要按照规范的流程步骤科学管理UPS电源,并做好全面的防护措施,以免影响电源的稳定性。

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