机房动力配电机的UPS电源配置分析

【摘 要】信息技术的不断发展使得服务器等网络设备数量骤增，也带动了机房对UPS电源的需求。本文对机房动力配电机的UPS电源配置技术方案做出了分析和详细的讨论，旨在为相关技术人员配置机房UPS电源提供借鉴。

【关键词】机房；动力配电；UPS电源；配置

引语

机房是建筑内部通信、系统控制、能源供给的核心，是建筑的神经中枢。机房的最基本的功能是保证建筑内部各种设备能够长期稳定的运行，并保持机房内部环境舒适，给工作人员营造一个适宜的工作条件。服务器等网络设备对于电源可靠性的要求非常高，为了保证系统在突然断电后依然可以保证信息不丢失，采用UPS不间断电源是最佳选择。通常，机房内部除了动力配电及UPS系统外，还布置有相应的弱电基础布线、机房空调及动力环境监控、控制中心等必要系统。在信息技术不断发展的今天，现有机房普遍存在分布位置分散、内部空间杂乱拥挤等问题。机房配电系统负荷大、改造难，难以满足系统不断扩展的要求。为了提高建筑内部信息系统运行的可靠性，加强对信息系统的管理，本文就机房动力配电机的UPS电源配置展开了分析。

1 UPS电源型号的选择

UPS即Uninterruptible Power Supply，不间断电源。UPS电源可以在计算机系统断电之后，继续给系统供电一段时间，使用户有足够的时间来进行数据的存储和处理，防止系统因断电而产生数据丢失等现象。信息技术已经渗透到各行各业中，这也意味着数据的丢失所造成的危害和损失也成倍增长。所以，构成网络的数据中心机房供电的可靠性也越来越重要。UPS电源可以解决机房突然断电带来的一系列问题。UPS电源的基本功能是稳压、滤波以及不间断电源。在计算机系统由市电网络供电时，UPS电源主要起稳压和滤波的作用。UPS电源按照工作原理课分为在线式和后备式两种。

（1）在线式UPS电源。在线式UPS电源的输出端始终与逆变器相连。在市电正常供电时，市电经整流器整流后，经过逆变器给负载供电，同时给电池进行浮充。在市电网络故障时，由电池经逆变器对负载供电。在线式UPS电源能够实现零切换连续供应稳定、纯净的电源，主要用于小型企业、服务器和网站的机房供电。在线式UPS电源价格相对较高，且由于逆变器长期连续工作，工作效率和可靠性会比后备式UPS电源稍低。在一些重要的应用场合，为了保证设备的正常运行，通常会选择在线式UPS电源。

（2）后备式UPS电源。后备式UPS电源的电池与交流电源转换开关设置为经滤波后的交流电位主电源。只有在主电源出现故障时，转换开关才会切换到电池/逆变器，以提供备用电源。由于逆变器只在市电出现故障时才会启动，故被称为“后备式”。后备式UPS电源结构简单，价格低廉，且逆变器寿命相对更长，一般用于功率不大的场所。由于转换开关存在切换动作，且逆变器并不用于对市电进行滤波和整流，不能及时对重要负载进行保护。

2 UPS电源容量的选择

根据系统负载选择UPS电源的容量是机房动力配电机UPS电源配置的关键。UPS电源的标称容量决定了其带负载的能力。UPS电源的标称容量是其额定容量，考虑到功率损失，将标称容量与功率因数（一般取0.8）相乘，可以得到UPS电源能够实际提供的功率，即有功功率。一般以系统实际负载为UPS电源额定功率的25%～80%为准则，选用合适容量的UPS电源。为感性或弱感性负载设备配置UPS电源时，由于设备运行时电流变化浮动大，尤其是启停时，对UPS电源的逆变器产生较大冲击，需要留下更多的富余容量。在某些情况下，为了给系统未来的扩展留下功率空间，往往会选择功率更大的UPS电源。但是，考虑到UPS电源在负载过小的情况下不能充分放电，影响电池的寿命，在选择大容量的UPS电源时，应确保系统负载不会低于UPS电源额定功率的25%。一般情况下，选择UPS电源容量为系统负载的2倍左右，既可以保证UPS电源拥有足够的备用余量，方便系统的进一步扩展；又可以保证UPS电源正常运行，不损害电源寿命，提高系统可靠性。假如备用余量仍不能够满足系统负载大规模扩展的要求，可以选用模块式UPS电源，或采用并机的安装方式，扩充机房UPS电源。

3 UPS电源电池容量的配置

UPS电源电池容量决定了其在市电出现故障后，能持续提供稳定电源的能力。目前UPS电源的后备电池一般为铅酸蓄电池，其主要参数为容量、工作电压、工作温区和循环寿命。在市电出现故障后，UPS后备电池经逆变器对机房系统供电，其供电持续时间是UPS电源的一个重要参数，主要受到负载大小、蓄电池容量和放电截止电压、环境温度等影响。在配置机动动力配电机的UPS电源时，电池的经费占据了整个UPS电源配置经费的极大比重，有时甚至能够与UPS电源主机的配置费用相当。UPS电源电池持续稳定放电时间的计算方法主要有两种：恒功率法和最大放电电流法。但是，由于用户在配置UPS电源电池时，往往缺乏必要的专业知识和数据信息，故不能采用上述两种方法进行精确计算。一般情况下，采用下述公式可以估算所需UPS电源电池的容量

式中，C为电池容量，单位为Ah或mAh；P为负载功率，单位W或者VA（伏安）；T为时间，U为电池电压。对于负载敏感设备，应在此基础上额外增加30%～50%的电池容量。

4 结语

机房动力配电机的UPS电源配置包括UPS电源型号、电源容量和电池容量的选择等内容，是信息机房设计施工的关键内容。为了保证机组设备的安全稳定运行，必须重视UPS电源的配置。

参考文献：

[1]张满良.UPS不间断电源系统运行和维护中应注意的几个事项[J].承钢技术，2006.

[2]齐志勇.机房动力配电机UPS电源配置探讨[J].技术与市场，2011（09）.