數(shù)據(jù)中心機(jī)房USP供電系統(tǒng)的運(yùn)維管理探析

王小剛，張 華

（國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）通過主機(jī)連接到蓄電池，在模塊電路的支持下，將DC電源轉(zhuǎn)換為商用電源。UPS滿足了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電力電子設(shè)備等電源的要求，保證了可靠性和不間斷的電源供應(yīng)，具有成本更低、效率更高、性能更強(qiáng)以及使用壽命更長的特點(diǎn)，可以有效減少日常維護(hù)。當(dāng)前，隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，機(jī)房負(fù)荷日益加大，蓄電池?cái)U(kuò)容受空間及承重限制的問題越凸明顯，一定程度上加大了網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，因此研究UPS供電系統(tǒng)的技術(shù)要求非常必要。

1 數(shù)據(jù)中心UPS電源主要介紹

UPS電源系統(tǒng)通常持續(xù)工作數(shù)小時(shí)，甚至數(shù)十小時(shí)以上，而且在停電時(shí)也能像往常一樣工作，適合用于計(jì)算機(jī)、運(yùn)輸、銀行、證券、通信、醫(yī)療以及工業(yè)控制等領(lǐng)域。它的無源部件包括分配器、合成器以及帶通濾波器等多種設(shè)施裝置。激勵器主要包括主激勵器和備激勵器，當(dāng)主激勵器出現(xiàn)故障時(shí)，備用激勵器會立即工作，同時(shí)利用UPS電源進(jìn)行發(fā)射信號，對工作運(yùn)行具有非常良好的控制效果[1]。模塊化UPS電源系統(tǒng)如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)中心機(jī)房運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1 停電故障頻發(fā)

現(xiàn)網(wǎng)除核心局站外，受外圍通信機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)條件限制，引入外市電屬于三類及以下單路市電，無配置固定油機(jī)，且外市電停電或物業(yè)檢修停電頻繁，尤其是在臺風(fēng)汛期期間，存在大面積、長時(shí)間以及頻繁停電的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)影響嚴(yán)重

無論是匯聚傳輸節(jié)點(diǎn)站還是BBU集中點(diǎn)，傳輸設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通最關(guān)鍵的一環(huán)，尤其是在匯聚機(jī)房和長鏈站點(diǎn)中。以廣州某綜合機(jī)房為例，匯聚傳輸設(shè)備下掛大客戶等級為集團(tuán)特級，基站業(yè)務(wù)超500，設(shè)備掉電等于發(fā)生網(wǎng)絡(luò)特級故障，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)安全。隨著網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和OTN專網(wǎng)建設(shè)，重要業(yè)務(wù)站點(diǎn)個(gè)數(shù)也將不斷增加，雙后備電源系統(tǒng)供電可進(jìn)一步提高重要網(wǎng)絡(luò)保障能力。

3 數(shù)據(jù)中心機(jī)房UPS電源的管理措施

3.1 優(yōu)化機(jī)房設(shè)計(jì)方案

通信機(jī)房是UPS電源的掩體，也是保證電源得以平穩(wěn)運(yùn)行的重要裝置，在制定機(jī)房設(shè)計(jì)方案時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)。第一，設(shè)計(jì)者要明確通信機(jī)房的具體作用，并結(jié)合電源系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制合理安排其中涉及到的輔助裝置。第二，設(shè)計(jì)者要掌握突發(fā)性停電下的供電程序，根據(jù)程序運(yùn)作流程設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)裝置的位置和電容量，保證UPS電源在停電下也能得到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第三，為了保證機(jī)房設(shè)計(jì)方案與后期施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，除了要進(jìn)一步明確圖紙中各環(huán)節(jié)涉及的數(shù)據(jù)外，還要預(yù)防可能存在的隱患問題，如線路故障或電壓不穩(wěn)等，為機(jī)房整體性能的提升奠定良好基礎(chǔ)，為UPS電源創(chuàng)造穩(wěn)定環(huán)境[2]。

3.2 電源日常巡查監(jiān)管

UPS電源的日常巡查工作看似簡單，但在實(shí)際監(jiān)管中不僅要細(xì)致檢查電源中電壓的頻率和電流量，還要排查電源的散熱和報(bào)警等裝置的運(yùn)行情況。此外，為了保證UPS電源所處環(huán)境的安全性，巡查人員還要掌握通信機(jī)房內(nèi)的濕度和溫度，保證機(jī)房內(nèi)溫度不得超過24 ℃，濕度則控制在50%左右。若在巡查過程中發(fā)現(xiàn)電源外殼出現(xiàn)形變情況，不要急于操作電源裝置，而是要先找到導(dǎo)致形變的原因，并檢查外表溫度是否存在異常情況，檢查完畢后對電源處的端子進(jìn)行連接處理，從而為后期的維修工作提供安全保障。

3.3 科學(xué)設(shè)置零地電壓

提高對零地電壓科學(xué)設(shè)置的重視，不僅對UPS電源后期的高效管理有推進(jìn)作用，還對電源管理質(zhì)量的提升有很大幫助，因此在設(shè)置零地電壓的時(shí)候，技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要科學(xué)規(guī)劃電壓系統(tǒng)中各線路的布置。如在設(shè)置零線與地線走線路徑時(shí)需要控制線路之間的距離，保證線路距離在35 cm左右，以免影響電源或相關(guān)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，還要合理選擇隔離變壓器的設(shè)置方式，保證系統(tǒng)零線的接地設(shè)置滿足UPS電源的運(yùn)作需求。

4 數(shù)據(jù)中心機(jī)房UPS電源的維護(hù)措施

數(shù)據(jù)中心機(jī)房UPS電源的維護(hù)措施主要包括注重設(shè)備更新升級、合理規(guī)劃維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、制定應(yīng)急維護(hù)預(yù)案以及遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)房電源4點(diǎn)。

4.1 注重設(shè)備更新升級

定期更新與升級UPS電源系統(tǒng)中的設(shè)備裝置是維護(hù)管理工作中的重要內(nèi)容，是保障信息通信系統(tǒng)良性運(yùn)行的關(guān)鍵。首先維護(hù)人員需要合理規(guī)劃設(shè)備的更新周期，保證設(shè)備裝置一直處于良好狀態(tài)，并在專業(yè)人士的幫助下鑒定落后的設(shè)備，為后續(xù)更新標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考。其次維護(hù)團(tuán)隊(duì)不僅要細(xì)致考量所更新設(shè)備的質(zhì)量，還要明確其兼容性和實(shí)際功能等，從而為UPS電源的高效運(yùn)行提供保障。最后在維護(hù)電源系統(tǒng)時(shí)，專業(yè)人員要仔細(xì)檢查各裝置的連接接口，降低維修過程中因人為因素而引起的故障問題。

4.2 合理規(guī)劃維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

除了在明確設(shè)備更新周期上要提高重視外，還要合理規(guī)劃UPS電源的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。在維護(hù)項(xiàng)目選擇方面，由于信息通信系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會應(yīng)用到很多裝置，實(shí)際維護(hù)時(shí)所體現(xiàn)的工作量較大，若盲目維護(hù)所有裝置，不僅會影響維護(hù)效率與質(zhì)量，而且還會增加工作人員的負(fù)擔(dān)。因此可以通過定期更換維護(hù)項(xiàng)目的方式來對設(shè)備進(jìn)行階段性維護(hù)，從而提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定程度。此外，在UPS電源系統(tǒng)保潔方面，需要清理系統(tǒng)內(nèi)部的構(gòu)件和線路等，并及時(shí)上報(bào)出現(xiàn)膨脹或漏電現(xiàn)象的設(shè)備，以免威脅電源系統(tǒng)和維護(hù)人員的安全。

4.3 制定應(yīng)急維護(hù)預(yù)案

在面對突發(fā)情況時(shí)若沒有相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案作為支撐，那么UPS電源就容易出現(xiàn)電壓或電流不穩(wěn)情況，導(dǎo)致信息通信系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而影響人們的工作效率。因此，維護(hù)團(tuán)隊(duì)要結(jié)合UPS電源的實(shí)際情況和信息通信系統(tǒng)運(yùn)行需求制定科學(xué)的應(yīng)急維護(hù)預(yù)案，保證預(yù)案時(shí)效性與全面性符合處理突發(fā)故障的要求，降低維護(hù)成本與時(shí)間的浪費(fèi)。針對應(yīng)急預(yù)案，還要組織維護(hù)人員開展演習(xí)活動，并及時(shí)改進(jìn)演習(xí)過程中難以落實(shí)或?qū)嵤┬Ч幻黠@的部分，為提高應(yīng)急預(yù)案應(yīng)用價(jià)值奠定良好基礎(chǔ)[3]。

4.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)房電源

為了給UPS電源維護(hù)人員提供便利條件，減少維護(hù)成本與時(shí)間的同時(shí)提高管理效率，可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式實(shí)時(shí)掌握電源的日常運(yùn)行情況，如SNMP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)集數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、預(yù)警監(jiān)測以及人機(jī)交互于一體的多功能維護(hù)體系的構(gòu)建。在該監(jiān)控體系的支持下，UPS電源維護(hù)團(tuán)隊(duì)不僅可以對其運(yùn)行中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集與報(bào)表轉(zhuǎn)化，還能預(yù)警電源因突發(fā)性因素而產(chǎn)生的故障問題，在最大程度上降低對信息系統(tǒng)主體的破壞程度。此外掌握遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)房電源技巧，還能為系統(tǒng)內(nèi)部各參數(shù)的及時(shí)設(shè)置創(chuàng)造有利條件，是維護(hù)UPS電源的重要手段之一。

5 數(shù)據(jù)中心機(jī)房UPS電源的故障及應(yīng)對措施

5.1 UPS電源常見的故障類型

UPS電源屬于非常復(fù)雜的電氣設(shè)備，很容易受到電源故障影響，造成設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，由電網(wǎng)電壓不高、電壓波動厲害以及環(huán)境中有大量粉塵而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，如果沒有進(jìn)行及時(shí)的檢修，就很容易導(dǎo)致設(shè)備處于癱瘓狀態(tài)，甚至無法修復(fù)。

在UPS電源開機(jī)之后，如果信號燈和顯示屏沒有反應(yīng)，或者是進(jìn)線螺釘部位出現(xiàn)打光和變色等問題時(shí)，必須要進(jìn)行全面分析，利用萬用表檢測進(jìn)線電源，判斷是否有交流380 V或者220 V交流電，還要定期檢查螺釘，判斷是否出現(xiàn)比較大規(guī)模的震動，對于大電流通過的接線端子，如果出現(xiàn)松動則必須進(jìn)行有效加固。

5.2 激勵器故障

激勵器是UPS電源的核心，對機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有非常重要的作用。如果開機(jī)之后發(fā)射器并沒有信號輸出，那么需要檢查視頻音頻信號輸入激勵器是否出現(xiàn)故障，如果有信號輸入，則應(yīng)該保證UPS電源在保護(hù)模式下無功率輸出，如果沒有信號輸出則應(yīng)該判斷激勵器是否順利將信號放送到功放模塊。開機(jī)之后，工作人員如果發(fā)現(xiàn)激勵器模塊故障燈出現(xiàn)報(bào)警提示，那么就需要及時(shí)切斷電源，并檢查UPS電源的各個(gè)插口，判斷是否存在插口松動問題。

保持UPS主機(jī)工作環(huán)境的清潔衛(wèi)生，防止灰塵流入機(jī)箱使本地電路過熱損壞零件，然后定期檢查冷卻風(fēng)扇。關(guān)閉電源后，不要啟動UPS電源，應(yīng)先關(guān)閉負(fù)載，在UPS啟動后打開負(fù)載。變換器每次啟動前，需檢查UPS接線是否正確，并檢查輸入主電源接線的極性，這是為了工作人員的個(gè)人安全，也為了避免損壞UPS電源。UPS電源選擇上適當(dāng)?shù)娜萘?，不產(chǎn)生過載，總負(fù)荷容量不能大于額定功率，如為800 W負(fù)載選擇UPS電源時(shí)，電源應(yīng)不低于1 000 W。此外，不要經(jīng)常關(guān)掉電源，最好長時(shí)間開著，同時(shí)應(yīng)避免熱源和直射光線，工作在干燥通風(fēng)且干凈的環(huán)境下。

6 結(jié) 論

在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展下，構(gòu)建安全的供電系統(tǒng)成為了信息化企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。作為數(shù)據(jù)中心機(jī)房的重要組成部分，強(qiáng)化對UPS電源的管理及維護(hù)，不僅對通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息有保護(hù)作用，還對電力系統(tǒng)的可持續(xù)運(yùn)行提供了重要保障。維護(hù)人員要按照規(guī)范的流程步驟科學(xué)管理UPS電源，并做好全面的防護(hù)措施，以免影響電源的穩(wěn)定性。