机房监控系统解说---UPS篇

摘要：一般的大中型企业因为需要办公的人数较多，内部数据交换频繁，办公设备也比较多。

以通常都会建有一个独立的机房，用于支撑企业办公设备正常运作。机房里面一般都会有各种电源、配线、服务器、空调等各种设备。都说机房重地需要注意的安全事项比较多

1.消防安全：防火。配备灭火器、消防栓、消防龙头等，安装防火门，装修材料应具有阻燃特性。建有消防通道，逃生路线指示，火灾报警设备。

2.防盗安全：安装红外、微波防盗传感器，监控设备，对机箱等设备加锁防止部件被盗。

3.电气保护：配备漏电保护，防止人员电击。配备防雷设施，防止雷电对计算机、人员的伤害。

       为了保障机房的安全与各种办公设备的稳定运行，对机房设备进行监控管理，对核心业务进行保障，机房会上机房动力环境监控系统。主要包含以下四个方面：

动力系统监控包括：智能电量仪、配电开关、UPS、发电机、蓄电池、精密配电柜、ATS，防雷等。

环境系统监控包括：温湿度、精密空调、普通空调、漏水、新风机、有害气体浓度、粉尘浓度等。

安防系统监控包括：视频CCTV系统、门禁系统、红外防盗、消防系统等。

IT网络设备监控包括：操作系统、防火墙、交换机、路由器、服务器等

这里主要说的是机房监控中的UPS设备。那么UPS是什么呢?

       UPS-Uninterrupted Power System简称UPS:利用电池化学能作为后备能量，在市电断电等电网故障时，不间断地为用户设备提供(交流)电能的一种能量转换装置。

UPS的四大功能

1、不停电功能，解决电网停电问题;2、交流稳压功能，解决网压剧烈波动问题;3、净化功能，解决电网与电源污染问题;4、管理功能，解决交流动力维护问题;

       UPS的主要功能:实现电网与用电器之间的隔离;实现两路电源的不间断切换;提供高质量电源;电压变换和频率变换功能;停电后提供后备时间。

       按其工作原理分UPS电源可分为后备式、在线式以及在线互动式三种。

       (1) 后备式UPS平时处于蓄电池充电状态，在停电时逆变器紧急切换到工作状态，将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出，因此后备式UPS也被称为离线式UPS。后备式UPS电源的优点是：运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合，比较适合家庭使用。然而这种UPS存在一个切换时间问题，因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。不过实际上这个切换时间很短，一般介于2至10毫秒，而计算机本身的交换式电源供应器在断电时应可维持10毫秒左右，所以个人计算机系统一般不会因为这个切换时间而出现问题。后备式UPS一般只能持续供电几分钟到几十分钟，主要是让您有时间备份数据，并尽快结束手头工作，其价格也较低。对不是太关键的电脑应用，比如个人家庭用户，就可配小功率的后备式UPS。

       (2) 在线式UPS这种UPS一直使其逆变器处于工作状态，它首先通过电路将外部交流电转变为直流电，再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰;在停电时则使用备用直流电源(蓄电池组)给逆变器供电。由于逆变器一直在工作，因此不存在切换时间问题，适用于对电源有严格要求的场合。在线式UPS不同于后备式的一大优点是供电持续长，一般为几个小时，也有大到十几个小时的，它的主要功能是可以让您在停电的情况可像平常一样工作，显然，由于其功能的特殊，价格也明显要贵一大截。这种在线式UPS比较适用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业，因为这些领域的电脑一般不允许出现停电现象。

       (3) 在线互动式UPS这是一种智能化的UPS，所谓在线互动式UPS，是指在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作(即整流工作状态)，给电池组充电;在市电异常时逆变器立刻转为逆变工作状态，将电池组电能转换为交流电输出，因此在线互动式UPS也有转换时间。同后备式UPS相比，在线互动式UPS的保护功能较强，逆变器输出电压波形较好，一般为正弦波，而其最大的优点是具有较强的软件功能，可以方便地上网，进行UPS的远程控制和智能化管理。可自动侦测外部输入电压是否处于正常范围之内，如有偏差可由稳压电路升压或降压，提供比较稳定的正弦波输出电压。

       而且它与计算机之间可以通过数据接口(如RS-232串口)进行数据通讯，通过监控软件，用户可直接从电脑屏幕上监控电源及UPS状况，简化、方便管理工作，并可提高计算机系统的可靠性。这种UPS集中了后备式UPS效率高和在线式UPS供电质量高的优点，但其稳频特性能不是十分理想，不适合做常延时的UPS电源。

       按其结构分UPS一般分为直流UPS(DC-UPS)和交流UPS(AC-UPS)两大类。(1) 直流UPS直流不间断电源由两个基本单元组成。分别是整流器、蓄电池。其工作过程是：当市电正常时，电流通过整流器向负载供电，同时整流器给蓄电池充电。电流路径是1路市电——整流器——负载，2路路市电——整流器——蓄电池。当市电故障或整流器故障时，通过控制电路自动切换使蓄电池为负载供电，电流流向为蓄电池——负载。(2) 交流UPS交流UPS电源由三个基本单元组成。分别是整流器、蓄电池和逆变器。其工作过程是：当市电正常时，电流通过整流器、逆变器向负载供电，同时整流器给蓄电池充电。电流路径是1路：市电——整流器——逆变器——负载，2路：市电——整流器——蓄电池。当市电故障或整流器故障时，通过控制电路自动切换使电池为负载供电，电流流向为蓄电池——逆变器——负载。

       从备用时间分UPS分为标准型和长效型两种。一般来说，标准型机内带有电池组，在停电后可以维持较短时间的供电(一般不超过25分钟);长效型机内不带电池，但增加了充电器，用户可以根据自身需要配接多组电池以延长供电时间，厂商在设计时会加大充电器容量或加装并联的充电器。

其他分类

       此外,UPS的分类还有其他一些简单的分类，比如从组成原理分为旋转型UPS和静止型UPS;从应用领域分为商业用UPS和工业用UPS;从输出电压的相数分为单相UPS和三相UPS;从容量分为大容量UPS(大于100KVA)、中容量UPS(10-100 KVA)和小容量UPS(小于10 KVA)。

       一般信息设备与工业设备常用UPS电源系统设备，信息设备主要应用于：信息产业、IT行业、交通、金融行业、航空航天工业等计算机信息系统、通讯系统、数据网络中心等的安全保护问题。UPS电源作为计算机信息系统、通讯系统、数据网络中心等的重要外设，在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定，改进电网质量，防止瞬时停电和事故停电对用户造成的危害等是非常重要的。

       工业动力用UPS电源系统设备，主要应用于：工业动力设备行业电力、钢铁、有色金属、煤炭、石油化工、建筑、医药、汽车、食品、军事等领域，作为所有电力自动化工业系统设备、远方执行系统设备、高压断路器的分合闸、继电保护、自动装置、信号装置等的交、直流不间断电源设备，保证工业自动化动力供给的可靠性。工业动力用不间断电源是不间断电源产品中的高端产品，涉及大功率(可能达到兆瓦级)能量变换的电力电子技术、数字化控制技术、交流电源并联冗余技术、有源谐波抑制技术、大功率产品制造技术等，显然，一般的电源企业无法进入该领域，只有已经拥有大功率电力电子技术和系列产品开发、生产、服务能力，并积累相应工业应用经验的企业，才能做好工业动力不间断电源系统的设计、生产、市场服务。