UPS在高校校園網中的應用

王振巖

（河北建筑工程學院，河北張家口075024）

進入二十一世紀以來，隨著數字技術和網絡技術的發展，國內大多數學校都建立了校園網絡，并相互連成以教育網站為中心的計算機網絡，而且校園局域網也向數字化、綜合化方向發展。與此同時，隨著校園網絡應用的不斷升級和數據量的急增，校園網絡安全問題不斷發生，直接影響著學校正常的教育教學活動。在發生的網絡安全問題中，有一類問題是校園網物理環境造成的，而其中很重要的就是系統供電所存在的問題。供電質量直接影響著校園網的安全運行，所以保證不間斷供電對于校園網來說是十分重要的。

校園網中，保存重要數據和負責網絡連接的服務器需要重點考慮電源保護，而目前提供電源保護的設備就是UPS電源，它可以較好地滿足校園環境下重要數據服務器和存儲設備的電源保護要求。

1 UPS電源的提出

我院機房的供電是和職工家屬院及周邊其它單位共用一條輸電線路，校內鍋爐用電設備啟動時，電壓波動很大，并且會有一些雜波嚴重干擾，如浪涌、尖峰等，經常燒斷保險絲造成斷電。當市電突然發生中斷，且沒有其它后備電源維持供電時，計算機等電子設備由于沒有電力供應可能產生系統中斷運行、數據丟失、系統崩潰甚至硬件損壞等后果。尤其是在每年一次的招錄新生的工作過程中，如果發生斷電情況，對于學院的招生工作會造成很大的影響，甚至會對整個學院的發展造成不可挽回的重大損失。

因此，校園網網絡中心，選用一臺適當容量的集中式數字化UPS是保護服務器、交換機和通信設備的最經濟方法，UPS可以給所有由它供電的設備提供充足的電池備用時間，并提供安全可靠的電源保護。采用集中式供電方式，所有負載設備全部由一套較大功率的UPS系統供電，不僅降低了整個系統的運行成本，也更便于管理，方便以后增加新的負載設備，并能根據負載容量大小，調整電池數量來增加相應的備用時間。根據這些情況，為保證我院校園網的正常運行，給廣大師生提供良好的學習和科研工作環境，我院在校園網建設初期就決定投入一定的經費，購置UPS不間斷電源用于網絡中心機房，保證校園網穩定、高效的運行。

2 UPS的基本工作原理和工作方式

2.1 工作原理

當正常交流供電中斷時，UPS將蓄電池輸出的直流變換成交流持續供電的電源設備。當市電正常供電時，UPS可以將市電穩壓后供給負載使用，同時對UPS內部的蓄電池充電；當市電中斷時，UPS立即將蓄電池內的電能，轉換成220 V交流電，繼續為負載提供電力，保證負載能正常工作并不受損壞[1-3]。

2.2 UPS的工作方式

2.2.1 正常運行方式

當市電正常供應時，UPS會將市電的交流電轉換為直流電儲存在蓄電池中，以備電力中斷時使用；當電壓出現上下波動或干擾時，UPS都會啟動，為設備提供穩定且無雜波干擾的電力。

2.2.2 電池工作方式

當市電中斷時，將蓄電池中的直流電轉換為交流電，繼續供給負載使用，達到不斷電的功能。

2.2.3 旁路運行方式

當在線式UPS超載、逆變器過熱或機器故障時，UPS會把逆變輸出方式轉為旁路輸出方式，即由市電直接為負載供電。如果負載過大時，必須人為減少負載，否則旁路短路器會自動切斷輸出。

2.2.4 旁路維護方式

當UPS進行檢修時，通過手動旁路命令，轉為旁路運行方式，保證負載設備的正常供電，當維修操作完成后，重新啟動UPS，轉為正常運行方式。

3 UPS電源容量選用和電池配置

我院在選用UPS電源時，基本的容量估算是對網管中心的服務器及少量其它設備進行供電要求，再留有適當的安全容量，經過容量、工作效率、安全可靠性等比較，選用了美國APC公司的SURT10000XLI不間斷電源，它的額定容量是10 kVA，UPS電源效率為93%，滿負載時的典型備用時間是4 min，半負載時的典型備用時間是13.2m in。

APC-SURT10000XLI的電池是密封鉛酸免維護蓄電池，具有體積小、質量輕、密封好、無泄露、無污染、放電性能好、維護量小等優點。由于有時斷電時間較長，為延長系統的供電時間，我們配置了64節100 Ah的12 V后備電池，雖然這樣會造成電池組充電時間的相對增加，但這樣的配置，使得斷電時UPS可連續供電10 h以上，完全可以滿足斷電時服務器及其它重要設備運行的需要。

4 日常使用與維護

4.1 UPS的維護

為保證UPS在關鍵時刻能正常發揮作用，我們在日常使用過程中，為UPS提供了良好的工作環境，注意通風，保持環境的清潔。并做好UPS的有效屏蔽和接地保護工作，保證UPS不受到雷擊。UPS不帶空調、日光燈等感性負載，適當控制輸出負載量，保證所帶負載不超載也不輕載。

4.2 蓄電池的維護

蓄電池是UPS的重要組成部分，SURT10000XLI不間斷電源采用的密封鉛酸免維護蓄電池，但并不是就真的不需要維護。蓄電池要求在0～30℃環境中工作，因此，我們將后備的64節電池放置在專門的房間內，以保證環境的清潔和電池的工作溫度，并且配備了具有恒壓和恒流功能的充電器。

一般情況下，我們通常每月檢查一次浮充電壓，如果單個蓄電池的浮充電壓過低時，則對整組蓄電池進行均衡充電。如果長時間沒有發生停電時，我們注意每三個月就人為中斷市電一次，讓蓄電池放電一段時間，用以激活蓄電池，延長電池的使用壽命。放電完畢后，UPS充電時間在10 h以上。

5 結束語

我院UPS電源自投入使用以來，能夠做到正確使用、合理維護，始終保持了良好的運行狀態，雖經過多次線路停電，但服務器工作正常，保證了校園網的運行和數據安全。可以看出，UPS在校園網中的作用非常重要。

[1] 王久國.有線電視網絡機房UPS供電系統設計[J].中國有線電視，2006(6):548.

[2] 顧友文，岑孟榮.UPS電源在民用建筑中的應用[J].現代建筑電氣,2010(9):30.

[3] 王其英，劉秀榮.新型不停電電源（UPS）的管理使用與維護[M].北京：人民郵電出版社，2005:172.