UPS在高校校园网中的应用

2011-04-02王振岩

电源技术 2011年7期

王振岩

（河北建筑工程学院，河北张家口075024）

进入二十一世纪以来，随着数字技术和网络技术的发展，国内大多数学校都建立了校园网络，并相互连成以教育网站为中心的计算机网络，而且校园局域网也向数字化、综合化方向发展。与此同时，随着校园网络应用的不断升级和数据量的急增，校园网络安全问题不断发生，直接影响着学校正常的教育教学活动。在发生的网络安全问题中，有一类问题是校园网物理环境造成的，而其中很重要的就是系统供电所存在的问题。供电质量直接影响着校园网的安全运行，所以保证不间断供电对于校园网来说是十分重要的。

校园网中，保存重要数据和负责网络连接的服务器需要重点考虑电源保护，而目前提供电源保护的设备就是UPS电源，它可以较好地满足校园环境下重要数据服务器和存储设备的电源保护要求。

1 UPS电源的提出

我院机房的供电是和职工家属院及周边其它单位共用一条输电线路，校内锅炉用电设备启动时，电压波动很大，并且会有一些杂波严重干扰，如浪涌、尖峰等，经常烧断保险丝造成断电。当市电突然发生中断，且没有其它后备电源维持供电时，计算机等电子设备由于没有电力供应可能产生系统中断运行、数据丢失、系统崩溃甚至硬件损坏等后果。尤其是在每年一次的招录新生的工作过程中，如果发生断电情况，对于学院的招生工作会造成很大的影响，甚至会对整个学院的发展造成不可挽回的重大损失。

因此，校园网网络中心，选用一台适当容量的集中式数字化UPS是保护服务器、交换机和通信设备的最经济方法，UPS可以给所有由它供电的设备提供充足的电池备用时间，并提供安全可靠的电源保护。采用集中式供电方式，所有负载设备全部由一套较大功率的UPS系统供电，不仅降低了整个系统的运行成本，也更便于管理，方便以后增加新的负载设备，并能根据负载容量大小，调整电池数量来增加相应的备用时间。根据这些情况，为保证我院校园网的正常运行，给广大师生提供良好的学习和科研工作环境，我院在校园网建设初期就决定投入一定的经费，购置UPS不间断电源用于网络中心机房，保证校园网稳定、高效的运行。

2 UPS的基本工作原理和工作方式

2.1 工作原理

当正常交流供电中断时，UPS将蓄电池输出的直流变换成交流持续供电的电源设备。当市电正常供电时，UPS可以将市电稳压后供给负载使用，同时对UPS内部的蓄电池充电；当市电中断时，UPS立即将蓄电池内的电能，转换成220 V交流电，继续为负载提供电力，保证负载能正常工作并不受损坏[1-3]。

2.2 UPS的工作方式

2.2.1 正常运行方式

当市电正常供应时，UPS会将市电的交流电转换为直流电储存在蓄电池中，以备电力中断时使用；当电压出现上下波动或干扰时，UPS都会启动，为设备提供稳定且无杂波干扰的电力。

2.2.2 电池工作方式

当市电中断时，将蓄电池中的直流电转换为交流电，继续供给负载使用，达到不断电的功能。

2.2.3 旁路运行方式

当在线式UPS超载、逆变器过热或机器故障时，UPS会把逆变输出方式转为旁路输出方式，即由市电直接为负载供电。如果负载过大时，必须人为减少负载，否则旁路短路器会自动切断输出。

2.2.4 旁路维护方式

当UPS进行检修时，通过手动旁路命令，转为旁路运行方式，保证负载设备的正常供电，当维修操作完成后，重新启动UPS，转为正常运行方式。

3 UPS电源容量选用和电池配置

我院在选用UPS电源时，基本的容量估算是对网管中心的服务器及少量其它设备进行供电要求，再留有适当的安全容量，经过容量、工作效率、安全可靠性等比较，选用了美国APC公司的SURT10000XLI不间断电源，它的额定容量是10 kVA，UPS电源效率为93%，满负载时的典型备用时间是4 min，半负载时的典型备用时间是13.2m in。

APC-SURT10000XLI的电池是密封铅酸免维护蓄电池，具有体积小、质量轻、密封好、无泄露、无污染、放电性能好、维护量小等优点。由于有时断电时间较长，为延长系统的供电时间，我们配置了64节100 Ah的12 V后备电池，虽然这样会造成电池组充电时间的相对增加，但这样的配置，使得断电时UPS可连续供电10 h以上，完全可以满足断电时服务器及其它重要设备运行的需要。