數據中心電源中斷的危害與UPS的作用
發布時間：2020-06-25 1567人看過
如果市電出現故障，UPS電源對于數據中心的作用則至關重要，因為其所提供的保護遠遠超出其本身提供電源的作用。通常情況下，來自重工業設備的干擾源可能會影響輸入電源的質量，導致交流電源的波形畸變。而UPS電源設備可以防止這些干擾傳送到數據中心的敏感信息通信技術設備，因此這些干擾不僅能夠使IT系統性能下降，而且有可能永久性地損壞硬件設備，導致數據損壞和丟失，并嚴重影響組織的聲譽。
本文將討論數據中心可能遇到的主要中斷問題，以及UPS和相關設備如何防止這些中斷造成危害。圖1列出了對輸入電源的一些干擾和影響。
圖1典型的交流電源問題
電源干擾類型
電源尖峰是疊加在交流電源波形上的短時間的極高電壓，可能會破壞電氣和電子設備。它們可能是由于雷擊，大電流設備的切換，電力公司的負載切換，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中性線的干擾，它可能是正常模式，其原因包括雷擊，負載切換，電纜故障和附近的射頻設備。
進入地線的高頻噪聲會影響使用供電系統接地的敏感電子電路的參考點，可能導致計算機宕機并損壞數據。
浪涌是瞬間出現超出穩定值的峰值電壓，通常在大負載關閉后出現，或在變電站進行負載切換之后出現。這個相對長的持續時間可能導致計算機開關電源組件的劣化，并導致過早失效。
電壓下陷是指低于額定值的低壓，并且持續時間可能是一個或數個周期，其狀態與電源尖峰相似，只是反向的，但持續時間更長。通常，大負載切換或旋轉機械啟動會導致電壓下陷，如果時間更長的話，則可能導致計算機重新啟動。
諧波通常是由于正弦電壓加載在非線性負載，基波電流發生畸變而產生的。受控整流器，開關電源或旋轉電機等負載容易引起這種干擾，其典型的來源包括電腦，復印機，激光打印機和變速電機。另外，隨著溫度升高，諧波可能會導致電流不成比例的上升。這些可能導致部件故障，設備過熱等問題。
數據中心的UPS供電系統
由于大多數電腦是由內部開關電源驅動的，隨著機房設備中電腦數量的增加，逐漸產生了諧波相關的問題。在極端情況下，諧波產生的熱量可能會破壞數據中心主要的中性線。
電壓跌落的持續時間很長，其后果通常更嚴重。當市電不能滿足當前的負載需求時，就會出現這種情況，而在極端情況下，這種情況將會持續數小時。
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。如果沒有UPS電源進行斷電保護，其影響對于數據中心來說可能是毀滅性的。斷電的原因主要包括供電線路故障，發生事故，雷暴，以及一系列其他問題。
UPS和干擾保護
為了保護數據中心設施免受上述干擾，數據中心業主將大多數選擇在線式UPS而不是離線式UPS。在正常運行期間，UPS電源首先對輸入的電源進行整流，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載供電。這意味著IT負載總是接收來自逆變器的穩壓電壓的調節電源，UPS的轉換階段保護可以保護IT設備免受市電噪聲和瞬變的影響。相比之下，離線式UPS在正常運行期間將未過濾的市電直接饋送給IT負載，使IT負載容易受到市電的各種干擾。
通過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備安裝浪涌抑制濾波器，以及實施適當的電纜屏蔽和良好的接地。
令人關注的是，盡管只有幾毫秒的電源中斷，卻可能導致一些設備或操作完全失敗，而其他設備可能會經歷幾個電源故障的周期卻沒有什么影響。
