数据中心UPS电源供电故障处理办法以及应用
发布时间：2014.11.21 浏览次数：3618
在计算机、服务器等设备环境中，供电系统都装有高速欠压保护和热保护电路。其主要的作用是：当电网欠压时，依靠滤波电容中的能量来维持工作，一般能够维持10ms左右。由于市电电网的供电质量达不到服务器类设备对供电的要求，因此在大型的和比较重要的计算机机房，供电基本上都是双路电源加UPS供电，以保证计算机系统的正常运行。因此，对计算机等负载设备供电系统的管理主要是针对双电路和UPS系统的管理。
独立的220V双路电源进来，首先接到双路电源转换开关上面的接入端，接出端是用一根220V的电缆线接到UPS的电源接入端，UPS出口接线是一个多口电源插排，用它就可以给负载供电，也就是为图中最右边的计算机服务器等网络负载设备供电。左下角是UPS前面板放大的指示图，上面标有开关、功能键和许多功能指示灯，通过这些指示灯可判断UPS的运行状况，右下角黑色的部分是UPS的直流电池组及其连线，当双电源市电都停运之后，就靠这些电池组供电，以保证服务器等重要设备不停电。
突然掉电
故障原因：UPS过载
双电源固然好，但如果UPS坏了，设备照样可能断电，因为由布线图可以看出，它们是串联的。有一次，UPS电源中断输出，指示灯全不亮了，信息中心机房的所有设备全部停止运行，网络随即全部瘫痪。
突然掉电会造成机器硬件很大的损伤，还对企业运营产生影响。首先要试着重新启动UPS，居然启动成功并正常运行了。但是伴有不间断的鸣叫声，于是查看UPS维护说明，对应找到此类蜂鸣表示的故障原因——UPS过载。
大家很快想起在不久前刚增加一台功率500W左右的服务器，可能是它使得UPS负载超出警戒上限，最后导致自动停机保护。那为什么超载了，又没有蜂鸣报警呢?原来有人无意识地关闭了蜂鸣，没有考虑到它已经超负荷，反正能供电就把蜂鸣当作误报处理给关了。
根据分析出的原因，我们立刻停运了几台不重要的设备，让UPS的负载指示率低于90%，UPS又开始安静地工作了。看来使用UPS也要量力而行，我们下一步就只能增加UPS容量来解决问题。
UPS意外跳转
故障原因：地线*
一次市电正常，大家都能正常上网，可UPS总是跳转到电池组供电模式。在此模式下，蜂鸣总是不断地鸣叫提示。马上组织人员检查电路，分析故障原因。最后和机房的立式空调联系起来了，每次启动空调不一会，就自动转为电池组供电。显然这是市电输出受到大功率空调机影响所致。但是他们是分开两路单独供电的，是从不同的配电室里面的配电盘接来的，怎么会产生互相*呢?
带着这样的疑问，电工就顺着电线打开天花板、地板、接线盒等逐点进行排查。看是不是什么地方电路虚接到一起了，最后发现它们的零线和地线接到了一块。如此模糊的*，对UPS的影响都能被体现到，果然是个精密设备，不能有一点的含糊。
我们决定对空调的地线进行分开处理。分开零线和地线后，再启动空调，发现没有再出现UPS跳转电池组的情况。那么以前怎么没有表现出来呢?我们分析认为是夏天太热了，空调满负荷运转，加大了功率消耗。
电源的质量对企业网络能否稳定、安全至关重要。但网络电源安全实际上还有很多属性，如高性能、可扩展性、可靠性、功能性、准确性和可用性等。为了使企业网络电源能持续稳定地运行下去，除了平常的规范使用外，周期性地利用各种测试工具，对网络电源环境实施维护测试也是必须的。整个机房供电安全系统，需要技术人员认真维护，并要做好日常排查工作，及时发现问题，分析处理非计划停机造成的影响等。
双电源跳转失败
故障原因：金属生锈
某公司以前旧的机房空间狭小，屋内的配套设施不完备，导致问题百出，给正常的业务办理带来很多麻烦，其中的供电系统就是维护重点。在公司季度停电检修中，双电源自动转换开关在正常的转换中失败了，没有能自动跳转，静静地一点反应也没有。同时，备用的电源就没有起到应有作用，UPS上的市电显示灯没有输入电显示。
看到这种情况，部门所有的人员都齐聚来查找故障原因。我们断开电源，使用工具打开转换开关，发现里面所有的接触开关上的金属触点都生锈了，金属生锈导致自动跳转失灵。幸运的是，开关绝缘做得不错，没有发生短路。我们估计生锈有两个原因：长时间没有使用该功能，化工企业环境条件比较差。经过一番清理除锈工作，我们重新安装好了开关，然后手动转换恢复供电。
经过这件事情，总结的经验是，双电源转换开关一定要有专人维护，定期查看组件损坏情况，及时更新。值得注意的是，由于转换开关上面的接线比较多、比较紧凑，拆卸和使用的时候一定要小心谨慎。我们就曾经经历一次双电源开关损坏的情况。当时是在一次机房改造搬迁中，旧的开关在拆卸时因用力过猛而导致里面固定座脱落，跳转功能丧失，最后只能更换一个新的。
双电源自动转换开关具有过载、短路等保护功能。当电源出现故障时，转换开关能自动完成常用电源到备用电源的转换，以保证机房的持续供电，这是第一层保护。当然，前提是这个常备电源必须是从不同原点接入的。
从电源的最适宜环境的角度考虑，较低温度下可以有较高相对湿度，在周围空气温度为+40℃时机房的空气相对湿度不宜超过50%。同时，如果该月的平均最低温度为+25℃，就需要考虑到因温度变化在设备表面上发生的凝露。当常用电源下降至有效值的70%以下或常用电源其中一相或者三相电压中断时，常用电源延时切换至备用电源，并在常用电源恢复正常时，又将备用电源延时切换至常用电源。这样就给输入UPS的电源一个安全屏障，减少设备的停运次数。
运维技巧
UPS温度控制维护
在UPS的构成中除了冷却用的风扇和断路器开关部件外，还有大量的固态电子器件。它们基本上不存在机械磨损，因此能够长期地工作在最佳运行状态之中。如果要及时发现可能出现的故障苗头，并防止故障隐患扩大，就要使UPS工作在适宜的环境中，并做好日常维护。UPS的工作环境应该与计算机的工作环境相同，温度应控制在5℃以上，22℃以下;相对湿度控制在50%以下，上下幅度不超过10%。当然，和这些因素同样重要的是应保持UPS工作间的清洁、无灰尘、无污染、无有害气体，因为这些因素同样影响UPS的使用寿命和引发故障。
在UPS的日常维护工作中，工程师需要每日进行例行检查，其主要目的是为了积累UPS电源的运行经验和及时发现故障苗头，因此每日的例行检查都要细心。
有效接地防雷击
为了保护建筑物内的电子电器设备不被静电雷击所损坏，电源布线时必须连接地线。要清醒地认识到，电源无地线是十分危险的。设备外壳接地要独立引线接到室外，并且保证系统符合对接地电阻的要求，防静电可以安装永久性防静电地板，要使用防静电手套等防静电产品，在操作设备时必须要戴上机柜上准备的防静电套腕，每天用湿拖把拖地板1至2次;操作设备前洗手等措施。
建筑物的防雷器只是保护建筑物不被直击雷损坏，而不能保护建筑物内部的电子电器设备免遭感应雷损坏。
雷击通过电源电缆或通信线路进入到建筑物内部的机会较大。在这种情况下，感应电压的峰值将对建筑物内部的“敏感电子设备”造成破坏。建筑物内部的计算机或者敏感电子设备还需要有自己的“二级保护”;如包括安装适合的浪涌保护设备。
独立的220V双路电源进来，首先接到双路电源转换开关上面的接入端，接出端是用一根220V的电缆线接到UPS的电源接入端，UPS出口接线是一个多口电源插排，用它就可以给负载供电，也就是为图中最右边的计算机服务器等网络负载设备供电。左下角是UPS前面板放大的指示图，上面标有开关、功能键和许多功能指示灯，通过这些指示灯可判断UPS的运行状况，右下角黑色的部分是UPS的直流电池组及其连线，当双电源市电都停运之后，就靠这些电池组供电，以保证服务器等重要设备不停电。
突然掉电
故障原因：UPS过载
双电源固然好，但如果UPS坏了，设备照样可能断电，因为由布线图可以看出，它们是串联的。有一次，UPS电源中断输出，指示灯全不亮了，信息中心机房的所有设备全部停止运行，网络随即全部瘫痪。
突然掉电会造成机器硬件很大的损伤，还对企业运营产生影响。首先要试着重新启动UPS，居然启动成功并正常运行了。但是伴有不间断的鸣叫声，于是查看UPS维护说明，对应找到此类蜂鸣表示的故障原因——UPS过载。
大家很快想起在不久前刚增加一台功率500W左右的服务器，可能是它使得UPS负载超出警戒上限，最后导致自动停机保护。那为什么超载了，又没有蜂鸣报警呢?原来有人无意识地关闭了蜂鸣，没有考虑到它已经超负荷，反正能供电就把蜂鸣当作误报处理给关了。
根据分析出的原因，我们立刻停运了几台不重要的设备，让UPS的负载指示率低于90%，UPS又开始安静地工作了。看来使用UPS也要量力而行，我们下一步就只能增加UPS容量来解决问题。
UPS意外跳转
故障原因：地线*
一次市电正常，大家都能正常上网，可UPS总是跳转到电池组供电模式。在此模式下，蜂鸣总是不断地鸣叫提示。马上组织人员检查电路，分析故障原因。最后和机房的立式空调联系起来了，每次启动空调不一会，就自动转为电池组供电。显然这是市电输出受到大功率空调机影响所致。但是他们是分开两路单独供电的，是从不同的配电室里面的配电盘接来的，怎么会产生互相*呢?
带着这样的疑问，电工就顺着电线打开天花板、地板、接线盒等逐点进行排查。看是不是什么地方电路虚接到一起了，最后发现它们的零线和地线接到了一块。如此模糊的*，对UPS的影响都能被体现到，果然是个精密设备，不能有一点的含糊。
我们决定对空调的地线进行分开处理。分开零线和地线后，再启动空调，发现没有再出现UPS跳转电池组的情况。那么以前怎么没有表现出来呢?我们分析认为是夏天太热了，空调满负荷运转，加大了功率消耗。
电源的质量对企业网络能否稳定、安全至关重要。但网络电源安全实际上还有很多属性，如高性能、可扩展性、可靠性、功能性、准确性和可用性等。为了使企业网络电源能持续稳定地运行下去，除了平常的规范使用外，周期性地利用各种测试工具，对网络电源环境实施维护测试也是必须的。整个机房供电安全系统，需要技术人员认真维护，并要做好日常排查工作，及时发现问题，分析处理非计划停机造成的影响等。
双电源跳转失败
故障原因：金属生锈
某公司以前旧的机房空间狭小，屋内的配套设施不完备，导致问题百出，给正常的业务办理带来很多麻烦，其中的供电系统就是维护重点。在公司季度停电检修中，双电源自动转换开关在正常的转换中失败了，没有能自动跳转，静静地一点反应也没有。同时，备用的电源就没有起到应有作用，UPS上的市电显示灯没有输入电显示。
看到这种情况，部门所有的人员都齐聚来查找故障原因。我们断开电源，使用工具打开转换开关，发现里面所有的接触开关上的金属触点都生锈了，金属生锈导致自动跳转失灵。幸运的是，开关绝缘做得不错，没有发生短路。我们估计生锈有两个原因：长时间没有使用该功能，化工企业环境条件比较差。经过一番清理除锈工作，我们重新安装好了开关，然后手动转换恢复供电。
经过这件事情，总结的经验是，双电源转换开关一定要有专人维护，定期查看组件损坏情况，及时更新。值得注意的是，由于转换开关上面的接线比较多、比较紧凑，拆卸和使用的时候一定要小心谨慎。我们就曾经经历一次双电源开关损坏的情况。当时是在一次机房改造搬迁中，旧的开关在拆卸时因用力过猛而导致里面固定座脱落，跳转功能丧失，最后只能更换一个新的。
双电源自动转换开关具有过载、短路等保护功能。当电源出现故障时，转换开关能自动完成常用电源到备用电源的转换，以保证机房的持续供电，这是第一层保护。当然，前提是这个常备电源必须是从不同原点接入的。
从电源的最适宜环境的角度考虑，较低温度下可以有较高相对湿度，在周围空气温度为+40℃时机房的空气相对湿度不宜超过50%。同时，如果该月的平均最低温度为+25℃，就需要考虑到因温度变化在设备表面上发生的凝露。当常用电源下降至有效值的70%以下或常用电源其中一相或者三相电压中断时，常用电源延时切换至备用电源，并在常用电源恢复正常时，又将备用电源延时切换至常用电源。这样就给输入UPS的电源一个安全屏障，减少设备的停运次数。
运维技巧
UPS温度控制维护
在UPS的构成中除了冷却用的风扇和断路器开关部件外，还有大量的固态电子器件。它们基本上不存在机械磨损，因此能够长期地工作在最佳运行状态之中。如果要及时发现可能出现的故障苗头，并防止故障隐患扩大，就要使UPS工作在适宜的环境中，并做好日常维护。UPS的工作环境应该与计算机的工作环境相同，温度应控制在5℃以上，22℃以下;相对湿度控制在50%以下，上下幅度不超过10%。当然，和这些因素同样重要的是应保持UPS工作间的清洁、无灰尘、无污染、无有害气体，因为这些因素同样影响UPS的使用寿命和引发故障。
在UPS的日常维护工作中，工程师需要每日进行例行检查，其主要目的是为了积累UPS电源的运行经验和及时发现故障苗头，因此每日的例行检查都要细心。
有效接地防雷击
为了保护建筑物内的电子电器设备不被静电雷击所损坏，电源布线时必须连接地线。要清醒地认识到，电源无地线是十分危险的。设备外壳接地要独立引线接到室外，并且保证系统符合对接地电阻的要求，防静电可以安装永久性防静电地板，要使用防静电手套等防静电产品，在操作设备时必须要戴上机柜上准备的防静电套腕，每天用湿拖把拖地板1至2次;操作设备前洗手等措施。
建筑物的防雷器只是保护建筑物不被直击雷损坏，而不能保护建筑物内部的电子电器设备免遭感应雷损坏。
雷击通过电源电缆或通信线路进入到建筑物内部的机会较大。在这种情况下，感应电压的峰值将对建筑物内部的“敏感电子设备”造成破坏。建筑物内部的计算机或者敏感电子设备还需要有自己的“二级保护”;如包括安装适合的浪涌保护设备。
编辑简介
李露,女,在北京盛世君诚科技有限公司公司任职。主要从事云计算等新一代信息技术产业方向的相关研究,产品领域集中在机房环境设备,主要包括UPS、机房空调、机房监控设备等。
联系电话：010-57168632 18210586596 QQ:3133516588
公司网址：http://www.86amsdy.com