UPS 技术在通信网络中应用和发展的几个问题 侯福平

UPS 技术在通信网络中应用和发展的几个问题

侯福平

摘要 本文叙述 UPS 在信息通信领域的发展趋势和用户需求特点，分析 UPS 的使用现状和存在问题，分析了 UPS 在选择、使 用、维护过程中的一些认识误区，提出了 UPS 实际维护中需要注意的几个问题。

关键词 UPS 运行 发展 问题

一、UPS 在信息通信领域的发展趋势和用户需求特点

随着信息通信技术的快速发展，UPS 在信息通信领域的应用已经从单纯的数据备份缓冲 后备电源向着对整个网络中的硬件设备、运行程序和数据的传播途径进行全面保护的网络不 间断电源发展。目前，UPS 在领域应用的发展趋势有以下几方面：

随着信息通信业的迅速发展，数据通信网络的不断扩大，智能网业务、增值业务、网络 管理系统等多种业务网络的相继建设，对 UPS 的需求量也在日益增加。信息通信业已经超 过金融业成为 UPS 市场的主要消费群。

UPS 的需求已经向着大型化、集中化、智能化的方向发展。2000 年以前，网上使用的 UPS 基本是分散式使用，容量在 80KVA 以下。随着 UPS 技术的发展和成熟，目前信息通 信网络上应用的 UPS 逐步向集中供电模式发展，功率已经普遍超过 100KVA，甚至 400KVA 以上的 UPS 系统也已经在许多地方投入使用。

UPS 供电具有使用方便、传送距离远的优点。而且可以消除电网“   污染” ，改善电源质 量，对电源系统中的浪涌、噪声、电压波动等现象给予改进。但是，因为-48V 电源所带负 荷一般是话音设备，瞬间中断影响并不明显；而 UPS 所带负荷往往是数据设备，哪怕是微 秒级的瞬断也会造成巨大损失。因此，就信息通信网络而言，UPS 所带负荷的重要性远大

通信用户对 UPS 产品的要求较其他行业要高。在选择 UPS 时的重点放在产品的性能质

量和厂家的售后服务能力上，对性能指标的关注首先是输出能力和可靠性，其次是输出常规 性能指标、对电网的适应能力和 UPS 的管理、通讯能力。

二、UPS 的使用现状和存在问题

一方面由于近十年来技术的突破性发展，UPS 产品更新较快，生产厂家众多而没有一定 的准入选择，另一方面 UPS 本身经常是作为附属设备由主设备供应商在工程中选择配套， 没有进行选型甄别。蓄电池作为 UPS 的配套更是良莠不齐。目前，网络上和设备上在用的 UPS 设备型号种类复杂，规格大小不一。从 300VA 到 400KVA 的都有。

UPS 维护水平，特别是一线维护水平跟不上发展的需要。一方面，UPS 的维护职责分 工不明确，另一方面局方维护人员对 UPS 技术及其发展情况了解不足，严重缺少技术培训 特别是高层次的技术培训。过分相信和依赖 UPS 自身的自动维护功能，而 UPS 的关键维 护技术和维护手段仍掌握在厂家，对厂家的依赖性大。造成厂家售后服务成本上升，而影响 厂家的售后服务要价高且不到位。部分 UPS 设备逐步进入平稳期，早期的设备已经进入老 化期，维护问题凸现，且越来越受到重视，UPS 的维护和售后服务滞后于技术得到发展。 UPS 的正常稳定运行在很大程度上取决于蓄电池组的稳定运行。UPS 的蓄电池平时处 于浮充状态，以补充电池本身的自放电和正常的阴极吸收所失去的电量。但在由于外部供电 系统的波动或停电特别是短时间内多次停电而放电后，若不能及时补充电，就会造成蓄电池

欠充。这种情况如不采取有效措施而长时间持续的话，就不可避免的造成电池容量的衰减， 最终导致蓄电池失效。定期的进行均衡充电，会有效的对蓄电池补充所失的电量，有效地避

状况，会导致电池极板的硫酸铅化。

部分 UPS 系统没有提供必要的参数设置和手段。大多数 UPS 系统除控制面板上的简单 查询和设置外，都会另外有一套联机测试软件，供专业技术人员外接电脑进行工程调测、采 集数据和设置参数。这种软件一般都进行加密且不对外提供，局方维护人员无法得到，也没 有这方面的培训和知识。更有甚者连一些必要的参数设置也不开放。例如，某 IDC 机房使 用的某品牌的 UPS 将蓄电池充电限流点的设定放到加密软件中，用户不得而知更无法调整， 而在安装调测时厂家将 4 组 100AH 并联的蓄电池组的限流值仅设置为 10A，致使蓄电池组 长期欠充而导致系统出现重大事故隐患。

三、UPS 的使用误区

1、   UPS 是不会中断的电源

早期的 UPS 技术仅仅是作为设备供电一种应急措施，停电时只要求有一段缓冲时间（一 般为 5-10 分钟左右）给计算机设备上数据备份和关机操作，是一种设备级的不间断电源。 随着技术的发展，目前的 UPS 已经是作为一种网络级的不间断电源使用，它要求 UPS 系 统提供的是长延时的不间断供电。就大功率、集中化的交流供电系统发展趋势而言，现时受 UPS 技术条件和蓄电池技术条件以及成本和空间条件的限制，往往存在一定的瓶颈问题。 因此对于要求长时间断电保护的应用系统，就需要配置发电机来进一步支持 UPS，共同组 成 UPS/发电机的完整组合。

2、   UPS 的可靠性高于-48 伏直流电源

从可靠性分析，由于 UPS 是高压交流输入和输出，其中存在着多次交直流的整流和逆

电源的并联扩充和使用，蓄电池组的电压要求统一且只数较少。

所以，尽管有完善的冗余设计，智能化的维护技术，对于通信机房来说，-48 伏电源的 可靠性和可维护性远高于 UPS 电源。

3、   UPS 蓄电池的选择

UPS 一般要输出 380V 或 220V 的交流电来负荷大功率用电设备，在电池串联数目有限 的情况下，必须有较大的输出电流能力。

在通信机房中，尽管-48V 直流用蓄电池、UPS 用蓄电池、油机启动电池都是使用阀控 式密封铅酸蓄电池，但三者之间存在有明显区别。油机启动电池是瞬间大电流放电，单只电 池一般为 6V、12V 或 24V，容量一般在 200Ah 以下。-48V 电源为了满足设备 1—10 小时 的后备时间，要求的是长延时小电流放电，接`近 10 小时放电率。单只电池主要以 12V 为 主（早期接入网或远端模块也有用 6V 或 12V 的，一般为一体化设备配套），容量范围较大， 一般在 1000—3000Ah 之间。而 UPS 蓄电池的后备时间和放电电流介于两者之间，通常为

5 分钟—60 分钟，要求基本上是短时间、大电流放电，放电率远大于 10 小时放电率。而且 由于 UPS 串联电压较高，容量会比较小，通常 6V、12V 的蓄电池容量不会超过 200Ah。 不同的使用条件，对蓄电池的要求完全不同。因此，应该根据 UPS 的输出功率和后备

时间正确选择合适的蓄电池。

四、UPS 维护中需要注意的几个问题

众所周知，UPS 系统要长期安全、稳定、可靠工作，主要是由下列三个质量因素决定的， 这就是 UPS 本身质量、安装质量、用户使用质量。在用户使用质量方面，主要是由用户具

1、   明确 UPS 的维护责任，提高维护人员的素质

由于网上在用的 UPS 用途不同，使用部门不同，维护管理职责不清。要搞好 UPS 的 技术维护，首先必须明确 UPS 的维护责任划分。根据目前的实际情况和工作强度，UPS 维 护责任划分的原则是：“   抓大放小，掌握重点” 。对于小型、分散和单机使用的  UPS（一般 在 3kVA 以下），继续由使用部门自行维护；中型的 UPS 系统（3kVA-15KVA 左右），由动 力维护部门负责提供技术支持；大型的、集中供电的 UPS 系统（一般在 15kVA 以上）由动 力维护部门负责维护。

UPS 设备生产厂家要做好 UPS 的售后技术服务和技术培训工作，帮助使用和维护人员 提高技术素质，加强 UPS 的日常维护工作，从 USP 各种参数的微小变化及早发现故障苗 头，迅速调整及排除。

2、   重视 UPS 系统的参数的合理设置

随着技术的发展，UPS 系统的智能化程度会越来越高。但不管如何，总是需要根据实际 应用的场合进行合理的参数设置，不能仅仅使用设备出厂的缺省值。设备厂家应进行技术指 导，将必要的系统参数设置方法和相关技术、软件分级开放给用户。通信维护部门应定期检 查系统的参数设置情况。在 UPS 系统工程验收测试时，应打印出系统参数设置表，并作为 验收资料妥善保存。

3、   切实做好 UPS 蓄电池的维护

UPS 系统中除了主机外，蓄电池的故障是 UPS 供电系统可靠性的最薄弱环节。有资料 显示，40%的 UPS 系统故障是由于蓄电池引起的，而且是致命的故障。

UPS 系统中或多或少有一定的蓄电池维护功能，但远不能满足需求。维护规程规定对蓄

技术、手段和流程等不完善之处，真正做到这一点的并不多。因此，需要进一步去研究、探

索。

由于 UPS 的功率较大，后备时间较短，应切实注意放电后蓄电池的及时回充电并保证 充满，特别是不具备蓄电池均充功能的 UPS 系统。

4、   UPS 与油机发电机的配合

受成本和空间条件的限制，UPS 系统的后备时间不能太长，如果配置长延时系统，蓄电 池组的成本将大于主机成本；而且在安装时，还需考虑楼板的荷重、房间的通风散热等问题。 因此对于大功率 UPS，蓄电池的后备时间一般为 15 分钟到 2 小时，UPS 只能在其后备蓄 电池耗尽前提供一段有限时间的断电保护。对于要求长时间断电保护的应用系统，就需要配 置发电机来进一步支持 UPS，共同组成 UPS/发电机的完整组合。

由于 UPS 的输入（整流器）是一个非线性负载，且油机发电机只能提供有限的电流， 两者组合使用时，油机发电机特别是移动油机发电机的输出电压稳定性较差，频率漂移较大。 而 UPS 的整流器对于功率变化和频率漂移是比较敏感的，当电压或频率超出预先设定的极 限值时，逆变器频率变化无法跟踪上旁路电源的频率变化，静态旁路开关将禁止切换到旁路。 UPS 将长期工作在后备状态，转入蓄电池放电，并发出警是示性告警。如此过分地放电循 环，将大大影响蓄电池的工况，甚至导致 UPS 不能工作。这种案例已经在一些地方出现过。 因此，要通过正确选择油机发电机以及发电机的容量，减少发电机的瞬间电压变化和频率漂 移以确保 UPS 系统安全运行。

5、   尽量采用双路供电的用电设备

由于 UPS 的供电特点，为保证通信网络和业务的不中断，对于网络上的关键节点设备，

供电系统上。