UPS不仅是不间断供电装置，还具有电力净化的作用。本文将重点讨论UPS的选择和配置、蓄电池组容量的选择和配置以及UPS电源的安装与维护。

　　引　言

　　UPS即不间断电源，随着各种电子设备的普及，UPS电源得到了越来越广泛地应用。

　　1 UPS选型和配置

　　1.1 了解UPS电源的性能指标：①输入电压：220V或380V（三相四线制），－15%～＋10%。②输出电流：根据这个值选择导线截面和输入保险。③输出电压：一是输出电压稳定度，一般为±5%。有些为±3%左右。另一个是稳压精度：稳态≤±1%、瞬态≤±5% 。④瞬态电压恢复时间：≤±50ms。⑤输出容量：即视在功率S， S＝UI⑥后备时间：指输入中断后，UPS能继续工作的时间，是UPS的关键指标。⑦功率因数：0.8（滞后）⑧效率：≥90%（满载时）⑨过载功能：10min(125%额定电流)；10S(150%额定电流)。⑩限流：100%～110%额定电流可调。

　　1.2 UPS选择：

　　1.2.1 UPS型号 ①在线正弦波UPS电源。无论市电正常与否，它对负载供电都是由UPS电源逆变器提供的。只要机内蓄电池能向UPS电源逆变器提供能量，当市电中断时，在线式UPS电源就能实现对负载的真正不间断供电，其正弦波波形失真系数最小，对负载供电转换时间为零，可靠性高，故障率低但价格较高。②后备式正弦波UPS电源。采用了抗干扰式分级调压稳压技术。仅仅在由蓄电池供电时才有可能向负载提供高质量的正弦波，在从市电供电向逆变器供电进行转换时，对负载而言，大约有4ms左右的中断供电（主要来源于继电器的转换时间）。后备式正弦波UPS电源处于市电供电时，由于市电是直接通过抗干扰滤波器对负载供电的，因此噪音较小，但是UPS电源处于逆变器工作时，由于PWM脉宽调制频率一般为8KHZ左右，因此噪音较大。③后备方波输出UPS电源。向负载提供的交流电是方波而不是正弦波。此类UPS电源只能接微容性或纯组性设备，负载越重，方波脉冲宽度越宽，而方波脉冲的峰值越小。此类UPS电源的转化时间不一定。其变化范围为4～9ms且用户不能控制。此类UPS不能进行频率的关闭和启动，但造价较低。

　　1.2.2 负载容量、负载功率因数和UPS的波峰因数 选购UPS时，首先要知道负载的总容量，同时还要考虑负载的功率因数才能确定UPS的标准功率容量。由于负载功率因数很难计算，所以UPS技术规范中给出了波峰因数这个指标，波峰因数越高，UPS承受非线性的能力越强。一般波峰因数比应大于3：1。

　　1.2.3 电池后备时间 一般情况下，选择后备时间时，通常选取满载工作时间为10min、15min或30min即可。由于蓄电池价格较贵、长延时UPS一般仅在停电时间较长的场合选用。此时最好选择有外接大容量的蓄电池功能的UPS，以确保市电停电后能长时间供电。
1.2.4 UPS中性线截面 由于UPS负载多为非线性负载，因而流过中线的电流不为零。即使在三相负载完全平衡时中线电流也可达三相电流的1.8倍。负载功率因数越小，倍数越大。因此在UPS电源中，其中线截面不得小于相线截面。否则易造成中线发热，甚至烧掉电缆引起火灾，造成严重后果。

　　2 蓄电池的选择和配置

　　2.1 蓄电池基本技术指标：①阀控式密封铅酸蓄电池：每台UPS各接一组。②浮充电压允差：1%。③浮充电压：2.23～2.27V/单体。④均充电压：2.3～2.4V/单体。⑤ 放电终了电压：1.67～1.70V/单体。⑥温度对蓄电池寿命的影响：在25℃时浮充运行情况下，理论寿命不低于10年。

　　2.2 UPS蓄电池容量的计算

　　2.2.1 蓄电池最大放电电流II＝S×COSφ/η×Ei式中：S为UPS电源的标称输出功率；COSφ为负载功率因数，一般取0.8；η为逆变器的效率一般取0.8；Ei为蓄电池放电终了电压。

　　2.2.2 电池后备时间t 电池后备时间t根据用户的需要而定，中小型UPS多采用阀控铅蓄电池。价格较贵，一般选取满载工作时间为10min、15min或30min。

　　2.2.3 蓄电池容量C 算出最大放电电流后，再根据负载性质及用户所需UPS的后备时间，算得蓄电池标配容量：（C＝It）。

　　3 UPS安装

　　3.1 UPS的安装位置要求

　　3.1.1 为延长电池寿命，蓄电池应安装在环境温度为15℃～25℃范围内，室内温度也不能太大。

　　3.1.2 UPS的左右两侧要留有50mm空间，后面要留有100mm，前面留有足够的操作空间。

　　3.1.3 外置电池柜应与UPS放在一起。

　　3.2 UPS与市电、负载的连接 UPS与市电及负载的连接都很简单，但连接前应检查：①UPS输入参数与市电的电压、频率是否一致。②接入UPS的火线和零线是否与厂家规定一致。③检查负载功率是否小于UPS输出功率。④UPS与电池连接时一定分清正负极。

　　3.3 电缆截面的选择 选择导线截面时应考虑：

　　3.3.1 符合电缆使用安全标准。

　　3.3.2 符合电缆温升要求。

　　3.3.3 满足电压降要求。① 交流输入电流I相。因为P＝3×U相×I相×COSφ(单相输出者则为：P＝UICOSφ)。所以I相=P/(3×U相×COSφ)＝S/(3×U相)。② 直流输出电流I＝P/U(U应取最小值)。求出交流输入I相和直流输出电流I后，再查表确定导线截面积。

　　4 UPS维护

　　笔者根据多年来的工作经验，建议从以下几个方面做好UPS电源系统的维护：

　　4.1 掌握UPS的基本知识，认真阅读设备说明书，弄清各种警示信息，警示代码，指示灯的含义，以及产生的原因和应对方法。熟悉设备上各种开关，按钮的作用。熟悉掌握UPS的各种操作，清楚连接关系，明白代通之法。

　　4.2 加强日常的巡视、维护，查看设备有无告警，有无异味，有无异常响声，检查接头有无松动发热现象，散热扇运转是否正常，设备各种指示是否正常，发现问题及时解决。

　　4.3 制定定期维护计划：每月定期测量设备输出电压、电流、功率以及蓄电池内阻和端电压。每季或半年对蓄电池做一次核对性放电试验，一般应放出额定容量的30%～40%。每年清洁一次UPS内部卫生，检查各接头是否接触良好。

　　4.4 蓄电池放电：在蓄电池放电操作中，如采用蓄电池脱机使用假负载放电，不仅拆卸繁琐，且不安全，事后还需拆卸安装再充电。为保证电池放电试验的安全有效，既能发现问题（落后电池、反极电池等），又能保证供电安全可靠（不造成过放电、短路、供电中断等）。这里推荐一种直接利用负载对电池放电的方法：即关断UPS交流输入开关，让蓄电池放电。由于UPS电源多用于重要的网络通信等系统中，负载变化幅度不大，所以用负载直接放电，其放电电流也基本不变，这样就可根据蓄电池的电压情况和放电情况确定放电终止电压，算出放电时间，以后每季度的放电都与此次记录相比较，并从中发现问题及时排除。



 

　　自从数据中心在国内被金融，政府，企业大规模的应用后，数据中心的升级，扩容和改造一直都是衡量数据中心运营效率的一个重要组成部分。从分布在各地的机房到集中建设大规模数据中心，再到现在的虚拟化和云计算；数据中心的设计思路，架构，设备都发生了天翻地覆的变化。所以在考虑数据中心升级的时候就需要结合当前的现状和将来会采用的技术和产品，有针对性的提出升级和改造的方案。

　　数据中心是一个复杂的大系统，由软件，硬件设备，辅助基础设施等多种系统，多套产品组合而成。本文将着重介绍在基础系统中非常重要的一环综合布线系统的改造与升级。综合布线系统相比其他硬件产品比如网络设备，成本和造价都很低。据统计估算，数据中心内综合布线系统仅占所有网络产品和服务器硬件成本的2%-3%, 但是使用寿命通常要比网络产品或者服务器高至少一倍以上。通常服务器使用在3-5年左右，但是综合布线系统往往会使用超过10年。所以在改造和升级数据中心的时候，往往原有的综合布线并没有达到使用的寿命，所以可以视情况而定，在满足要求，经过测试的情况下，可以继续使用原有的综合布线系统。

　　本本文将结合2个实际的案例来介绍在数据中心改造和升级的过程中，对于综合布线系统的考虑以及综合布线系统方案和产品的选择。
 

　　案例一

　　在华东某金融系统省级数据中心，该数据中心建设于2000年前后，机房面积约1500平方米。因近几年业务发展速度较快，同时上了多套管理与分析系统，所以原有的机柜空间逐渐被新增加的服务器填满。就布线系统而言，因为当时在建设该数据中心的时候，TIA942等相关的标准并未成型，所以也就没有采用结构化布线的解决方案。设备之间多采用跳线直连的方式。该数据中心采用下走线布线，防静电地板与地板之间只有约不到30公分的空间。在设备密度提升以后，对散热的需求大大提升。但是由于采用下走线的方式，设备密度上升带来地板下线缆数量的大幅增加。反而阻碍了从精密空调出来的冷风，使之不能顺利的到达设备机柜。据实地测量，已经形成了局部热岛，在距离空调较远的一些机柜，环境温度已经上升到30度以上。散热效率不佳导致设备寿命变短，故障频发，同时能耗也大大提升。所以必须进行升级改造。

　　因为该数据中心的改造和升级不能影响金融系统的业务，所以不可能将原有的数据中心停用。只能采用先建设新数据中心，然后逐步搬迁应用和业务，再改造旧数据中心的整体建设思路。根据原有的建筑使用状况，原先的数据中心占该楼层使用面积的一半左右，另一半为办公区域。决定将办公区域搬离该楼层，在原有的办公区域上新建一个数据中心，逐步将原有数据中心内运营的服务和系统逐步搬迁到新的数据中心内，然后再升级旧的数据中心。

　　建设新数据中心时，采用了结构化布线的设计，同时兼顾了将来网络升级和扩容的需求，在新数据中心内设立MDA，同时在旧数据中心内也新设了一个临时的配线柜，临时的配线柜与MDA之间采用万兆多模的预连接光缆连接。因为在搬迁不是一次完成的，所以新旧数据中心之间必须保持良好的通讯，以便能在不影响业务的情况下，逐步进行搬迁。新旧数据中心之间通讯的重任就交给MPO-MPO万兆多模预连接光缆。采用预连接光缆的好处是安装方便，快捷，可靠，即插即用，预连接光缆的快速部署能力能够帮助减少改造的工期。因为进行改造的过程必然会给使用者带来一定的麻烦，比如噪音，灰尘等等，所以工期的缩短带来的好处不言自喻。

　　另外采用预连接产品同时还能保护投资。因为预连接光缆能够方便的重复使用。不会因为不能反复利用而造成资产的浪费。而且目前40G和100G网络已经逐步成熟，在北美已经开始商用，在国内已经有IT企业进行试验性部署的建设。只有采用预连接光缆才能够较好的支持40G/100G的网络，这也给将来的升级，扩容和改造留下足够的空间。另外在SAN网络，随着16GFC和32GFC标准的发展，以及基于40G 以太网的FCOE技术的成熟，MPO-MPO预连接光缆在存储设备的领域也将发挥极为重要的角色。

　　另外在新数据中心建设的水平铜缆链路部分，采用了Cat 6A万兆铜缆布线，Cat 6A已经能够完整地支持10GBase-T的应用。虽然目前因为网卡和交换机接口还比较昂贵，并不普及；但是随着intel等企业进入10GBase-T市场，可以预计在2-3年内，价格水平将大幅降低。所以将来配置10GBase-T网卡的服务器也会被大规模的采用。所以在考虑水平链路的时候必须要考虑能够较好的支持10GBase-T的网络。

　　Cat 7/7A类也能够满足万兆的使用要求，Cat7/7A的优势在于带宽更高，有升级的潜力。但是目前下一代基于双绞线的网络缺乏标准协会的支持。目前IEEE协会没有任何关于发展高于10Gbps速率的基于双绞线传输标准的计划，而且从标准的讨论，成熟，发布，到设备的试商用，商用，大规模推广，往往需要很长的时间；比如10GBase-T，从2003年开始讨论，到现在仍然没有大规模使用，而且估计要到2012-2013年才会变得主流，所以即使从2011年开始讨论下一代双绞线网络标准，到设备的普及也至少需要2020年以后。

　　同时在2010年6月和2011年2月，TIA 协会的TR42.7委员会2次投票均未能将Cat 7/7A类添加到最新的TIA-568C.2标准中去; 根据新的信息，TR42.7已经通过的发展下一代双绞线的计划似乎并不一定是基于Cat7/7A类的。Cat7/7A 类系统的另一个比较麻烦的问题在于接口标准没有统一，虽然已经有部分专利放开，但是接口模块的价格仍然高高在上，所以整体而言，考虑水平布线系统，采用Cat6A类的布线还是最具性价比的。

　　在数据中心的管理方面，过去，该金融机构在管理数据中心的时候采用的是自行编制表格的方式，将端口，配线，资产等信息填在表格内。改造的时候因为需要提高管理的效率，所以采用了专业的资产管理软件。通过软件导入并自动生成的机房图，机柜内设备图，机柜内配线图，大大方便的数据中心内设备搬迁时的工作，减少了管理人员的工作量，同时也降低了出错的可能性。而且该管理系统保留了升级电子配线架的能力，将来预算充足的时候可以直接升级电子配线架而无须再次导入数据。

　　该数据中心目前已经顺利完成新数据中心的建设，目前正在将服务与应用逐步搬迁到新数据中心内。旧数据中心的升级和改造也将在年内实施。根据用户的反馈，建设，搬迁，改造的方案比较合理，投资和工期控制在合理的范围内，用户的投资也得到了足够的保护。

　　案例二

　　案例二来自于某IT企业。随着搜索，网络视频，下载，微博等网络服务的不断推广，我们的生活变得更丰富了，但是IT企业建设的压力也大大增加，在很多时候，IT企业的情况是设备等机房。那么机房改造很多时候考虑的是施工周期和高密度。

　　该机房仅使用了三年，而且当时已经采用了结构化布线和预连接光缆，因为设备密度大大提高，原有的机柜内预留的布线已经不能满足要求，所以决定整体改造该数据中心。改造后的数据中心将采用高密度的设计，在一个机柜内部署有近20台服务器，而且服务器大量采用光纤端口。

　　因为光纤端口很多所以采用了高密度的1HU 96芯光纤配线架。高密度光纤配线架主要考验的是对跳线的管理能力，必须采用比较好的设计，才能够保证在管理的时候不会很麻烦。因为密度高，所以留给跳线插拔、管理的空间已经不多了，所以必须采用较合理的设计才能够保持光纤配线架具有良好的管理能力。

　　同时因为密度较高，所以光纤跳线不可避免的会有较多的弯曲，而且在管理的时候，光纤跳线之间的互相干涉情况也比较突出，所以该数据中心用户处于安全和可靠性的考虑，采用了弯曲不敏感的万兆多模光跳线。即使在管理的时候造成的弯曲半径变小，或者光跳线从光配线架到交换机有多达30个甚至更多的弯曲，也不会对光的衰减造成很严重的影响。保证了链路的可靠性和安全性。

　　该数据中心的骨干链路采用了预连接系统，因为新增的产品能够兼容原有的预连接系统，所以过去的骨干链路能够得到良好的保留，保护了用户的投资。另外采用了预连接系统，才能够保证该数据中心从供货，安装施工到交付控制在一个非常短的时间内，保证用户的系统能够及时上线，在激烈的市场竞争中能够胜出。所以在该数据中心的改造中，高密度，高可靠，以及快速部署的产品得到了用户的好评。

　　结语

　　数据中心的升级改造往往情况千差万别，所以在改造的时候必须针对原有的情况以及新增的需求进行有针对性地设计。可能是整体方案的设计，可能是产品的选择，也可能是针对性地设计产品，笔者在某税务部门数据中心改造过程中遇到定制开发配架的需求，因为扩容空间不够，所以必须充分利用现有空间，标准化的产品无法满足需求，必须采用定制化产品。所以对于数据中心改造和升级，只有采取灵活的针对不同用户的需求，提出不同的解决方案，才能真正满足用户的需求。