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电源协会韩林谈谐波治理:化解供电系统隐形故障
[发布时间]:2011年7月13日 [来源]:网络 [点击率]:7567
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     设备和子系统的集中管理,前面专家讲的比较多,在这就不占用大家时间了。

供电系统的谐波仍然是一个隐形故障的问题,因为在关联系统当中存在两方面的谐波源,一个就是负载的开关电源,虽然05年以后有新的IDC标准,类似于开关电源模块的小容量电源产品,它的谐波不能够超过20%。但是负载的开关电源设备都是一些单向负载,含有一定量的谐波。这些新的特性也要求UPS有一些相应的变化。

UPS主要的谐波来自整流器,特别是可控硅整流。谐波对于电缆、供电系统有很大的危害。由于电源系统当中谐波的存在,对于接地系统也提出非常苛刻的要求。大家都知道,零地电压的问题,中性线电流的问题,这些方面都有一些相应的问题。

解决的方向,如果是UPS本身谐波高,最好输入谐波含量低的UPS。比如,IGBT-PFC整流的无变压器UPS。选择按照“高负载功率因数”设计的UPS,例如06年以后设计生产的高频机UPS。选择运行效率更高的UPS,例如互动式(VI或FD)UPS。随着数据中心的发展,计算机负载对于供电可容性要求高,对于输入放宽了,所以互动式UPS才有可能重新进入到供电中心。从绿色、能源角度来讲,互动式UPS更是发挥了它的高效率。

消除零地电压也是电源系统特别重要的一个问题,但是我们觉得零地电压在以往的电源系统建设当中有一些误导。现在的开关电源模块是电气完全隔离,从交流输出到直流输出,从220V交流输入一直到后面计算机的输出,中间都有高频或者耐冲式的变压器进行隔离。所以开关电源或者说CPU的对于交流电源系统的中线已经没有这种依赖性了,CPU对于零地电压并不敏感。

通讯方式的改变,也是对零地电压不是那么敏感了。过去都是采用计算机是点对点的方式,点对点应用最多的就是串行或者并行,串行信号或者并行信号的传输方式现在已经以以太网、光缆传输这些东西取代,所以对于直流地已经不再依赖。新的服务器上面几乎没有一个明确的标注点说这个就是直流地,我们都看不到,在这种情况下,零地电压对计算机负载并不敏感。

再一个比较误导人的是,零地电压上升都是UPS造成的,实际上UPS并不是零地电压上升的元凶。

隔离变压器,它可以比较好的降低零地电压,特别是重新组成的零线系统,使得零地电压比较低,但是我们也要探讨加这个隔离变压器在你的系统当中对于可用性的提高有没有必要值得商讨。因为变压器的引入带来了很多问题,比如说变压器的励磁涌流的问题,它对于发电机的冲击是一个不可忽视的问题,包括断路器选择性的配比,都是非常重要的问题。还有由于安装了变压器,假如下线负载短路,短路电流会造成变压器二次电压的跌落问题,如果跌落比较多,超过10%或者超过15%了,很可能这个变压器下面所有的负载都要停电,因为变压器的电压过低了。

供电系统建造成本和能源效率问题,一个是PUE,一个是TCO。解决建造成本的问题,包括提高设备利用率。不要过度规划,数据中心的负载量、电力的评估、电力的估算、空调制冷的估算往往会造成过度规划。刚才很多专家也提到了,负载率那么低,你的效率不可能高,再加上过度规划,实际负载率远远低于设备的负载率,这个时候对于电器设备来讲,对于UPS来讲,也希望UPS有智能化的休眠和唤醒功能。

系统运行、维护的难度问题。供电系统日趋复杂,没有正常的维修保养时间,这是后期的运行和维护保养中经常会遇到的一个问题。一个2N的系统或者2N+1的系统本身是可以同时维护的,但是系统的管理人员或者运维的制度不允许或者不能够给你提供预防性的维护时间,你不停电,没问题,你可以帮忙测测连接有没有问题,但是一到了设备,你的设备太脏了,我得清扫,清扫肯定得停电,不停电谁敢去清扫?再说吹出来的灰尘本身含有一定的导电颗粒的话,也会故障。把一个可以停电维修的系统不给它提供预防性的维护时间。还有提到不允许转旁路,包括在一些用户现场看到过的规章,双电源负载不允许一路供电。还有不敢进行电池放电测试的,多少时间做一次?我们一年也不做一次。为什么不敢动?动了怕电源出问题。这是运维管理者概念上的偏差。易损部件不愿意更换,在设备里面,你要想获得一个系统的高可用性,对设备的维护,更换一些易损件也是必须的。

系统要求提高运行维护水平越来越高,但是很多数据中心缺乏一个系统化的专业培训。供应商多,工程界面多,出了故障以后,大家相互推诿,说这个不是我管的,这个你找电池厂商,那个你找发电机ATS厂商等等。

在数据中心规划设计的时候,事实上不管是设计部门也好还是设计人员也好,对于系统设计缺乏一个全面保护的规划和设计。比如说电源系统设计的,我就管变压器,我就管空调多少容量,至于每一台UPS输入断路器怎么诊定,输出断路器真怎么诊定,他是没有这个设计的,设计人员拿不出一个系统的方案,拿出来的仍然是零零碎碎或者安全以往经验做出来的评估。假如说12脉冲的UPS你应该怎么整这个断路器。规律也很简单,大家真正理解它了,设计人员也能做好这个工作的。

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