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不间断电源的系统配置，你了解多少

对于UPS不间断电源，不知道大家对它的系统是否有了解过呢？下面就一起来看看吧。
UPS不间断电源设计配置中的N系统
   在UPS不间断电源设计配置的计算过程中，通常采用字母“N”来指代UPS不间断电源设计配置。例如，并联冗余系统也称作N+1设计，而双系统设计可以用2N来表示。“N”可以简单地定义为关键负载的“need（需求）”。换而言之，即满足所保护设备供电量的电源容量。我们可以用RAID（独立磁盘冗余阵列）系统等IT设备来解释“N”的用途。例如，如果存储容量需要4个磁盘，且RAID系统正好包含4个磁盘，则称这是一个“N”设计。反之，如果RAID系统有5个磁盘，而存储容量只需要4个磁盘，则为“N+1”设计。
     一直以来在规划关键负载电源时，就必须充分考虑以后的发展，以使UPS电源系统可以为负载提供10或15年的支持。事实证明，按照这一原则进行规划是很困难的。20世纪90年代，为便于提供讨论框架并比较各种设施，曾提出了“瓦特/单位面积”的概念。但由于人们对“单位面积”的含义无法达成共识，这种电源度量指标造成了很多误解。近来，伴随着技术精简的大趋势，人们逐渐采用“瓦特/机架”的概念来表示系统容量。事实证明，由于单位空间内的机架数量很容易统计，因此这种度量方式的准确性更高。无论如何选择负载“N”，有一点很重要，那就是应当从一开始便选择好配置方案，使设计过程沿着正确的方向进行。
    简单来说，N系统指由单个UPS不间断电源模块或容量与关键负载规划容量相等的一组并联UPS不间断电源模块构成的系统。迄今为止，这种类型的系统是UPS不间断电源行业中使用最为广泛的配置。办公类型的小型UPS不间断电源即属于N配置。同样，对于规划设计容量为400kW，面积为500平方米（5000平方英尺的计算机房，如果采用单个400kW的UPS电源或在公共总线上采用两个并联的200kWUPS，那么也属于N配置。因此，可以将N配置视作为关键负载供电的最低要求。
    与小型UPS电源不同，超出单相容量（大约为20kW）的系统都设置有内部静态旁路开关，以便在UPS电源模块出现内部问题时，将负载安全地转换到市电。UPS系统到静态旁路的转换点都经过厂商的仔细选取，以便为关键负载提供最稳妥的保护，同时也保护UPS电源模块自身不会受到损害。举例说明了这些保护措施中的其中一种措施：在三相UPS不间断电源应用中，模块通常都具有额定过载能力指标。该指标的一种表述形式为“模块将承载125%的额定负载达10分钟”。因此，一旦负载达到额定值的125%，模块将启动一个计时程序，其内部时钟将开始倒数10分钟。10分钟后，如果负载仍未恢复到正常水平，则模块会将负载安全地转换到静态旁路。启用旁路的情况还有很多种，UPS电源模块的规格说明中会对此进行详细阐述。
    扩充N配置的一种方式是为系统提供“维护”或“外部”旁路。若采用外部旁路，那么在需要进行维护时，可以将整个UPS不间断电源系统（模块和静态旁路）安全的关闭。维护旁路与UPS电源共用一个配电盘，并且与UPS输出端直接相连。当然，正常情况下这条电路处于断开状，仅当UPS电源模块转换到静态旁路时才合上。在设计过程中，必须采取某些措施以防止当UPS电源未能转换到静态旁路时，维护旁路电路接通，如果安装正确，维护旁路可确保UPS不间断电源模块安全运行而无需担心负载停机，因而是系统中一个极其重要的组件。
大部分“N”系统配置，尤其是低于100kW的配置，都用于对整个电力系统配置无特殊要求的建筑环境中。建筑物的电力系统一般都采用“N”配置，因此，“N”UPS配置刚好可满足这种情况。
  “N”系统的缺点：
1.可用性有限，因为如果UPS模块出现故障，负载将转换到旁路供电，从而处于无保护电源下。
2.缺乏冗余，限制了在UPS电源发生故障时对负载的保护能力。
3.存在多个单故障点，这意味着系统的可靠性由其最薄弱的环节决定。
4.在UPS、电池或下游设备维护期间，负载处于无保护电源下（通常，这种情况每年至少会发生一次，而且往往会持续2-4小时）。

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不间断电源的可用性
 UPS电源能够提供不间断电源，这是它最大的优势之一。
电力系统城乡信息网络的建设

 

江苏省电力公司在2001年实施了电力信息网改造工程，县供电公司已与变电所实现了联网。根据江苏省电力公司电力营销管理信息系统的推广和应用要求，江苏省电力公司选择了十个县供电公司，作为实施城乡营销一体化营销信息系统工作的试点。如东县供电公司是试点中最大的一个县供电公司，共有19个变电所，42个乡供电所。省电力公司要求我公司的乡供电所采用统一的电力营销管理信息系统，同时各乡供电所配备行政电话进行业务和工作上的联系。下面就该系统网络方案的设计建设作个简述，以供参考。

1　网络方案的背景与需求

在先期的电力信息网建设中，如东县供电公司采用的是SDH组网方式，在变电所采用SDH设备组成主干155M的环网，在公司本部与信息中心千兆主干网相连，接入江苏电力广域网。营销信息系统是江苏省电力公司县级电力信息网的组成部分。本方案将综合考虑这些已有的网络拓扑，充分利用电力信息网络提供信道和光纤。考虑到农村供电所与如东县供电公司的数据和语音通信，农村供电所的数据通信必须采用以太网技术，至少提供15个以上10/10Mbps RJ-45交换接口；语音通信每个供电所必须提供4门分机电话。在县供电公司农网工程中各乡供电所网络接入的基础上，构建一个可行、可靠、稳定、安全的综合信息平台，以便准确、快捷地进行数据和语音的业务应用。

2　网络方案的设计与建设

网络整体方案采用以太网交换机组网，各供电所从最近的变电所通过光纤接入电力信息网，变电所到供电所之间，由变电所提供一个E1口。利用该端口通过光纤实现与供电所联网，每个供电所都对应有一条通向如东县供电公司的E1电路。从而在县公司与基层供电所之间实现数据传输及IP电话和传统PBX电话业务的互相通信。技术上，数据交换选择以太网交换机综合接入方案，网络协议采用TCP/IP技术。为了便于管理，统一选择Cisco网络设备，营销主交换采用Cisco3550，各乡镇供电所则选用Cisco2950交换机；语音接入采用VoIP技术，统一使用Cisco7910 IP电话。

整个网络分为两大部分：

第一部分为各供电所到电力信息网的接入部分。主要利用环网上各变电所同相邻营业所之间的光纤，将供电所内的局域网同SDH设备的连接，包括各PC终端和电话。

每个供电所的PC终端和IP电话直接接入到Cisco2950交换机上，利用SDH上的E1端口，用一个E1到以太网桥将E1转成以太网，利用以太网的单模光电转换器将以太网的通道延伸到供电所，提供供电所的以太网端口接入。

第二部分为县供电公司中心网络的建设，主要是用电营销数据中心的建设，以及城乡供电所电话通讯网络与电力系统内部电话网的连接，公司数据网络中心提供对数据库服务器和其它应用服务器的连接。在SDH组网方式下，只需要增加相应数量的E1到以太网的网桥就可以了，而由于SDH设备直接提供RJ-45接口，则不需要增加网桥就可以直接连接到Cisco3550上。

对于IP电话，由于以太网交换机和基础通讯网(SDH，ATM，DWDM)构成了网络IP电话的智能基础架构，只要是能够进行TCP/IP的网络，我们就可以建立网络IP电话系统，且IP电话网络的结构可以是任意的，电话网络的各个单元(桌面电话，Call manager等)可以在网络任何位置进行部署。

(1)　营销系统内的IP电话通讯:

根据分配到的号码段，我们可以为每一门桌面IP电话从该号码端中分配不同的号码，同样我们也可以给一门电话分配多个电话号码，不同电话之间的呼叫建立通过Call manager来寻址实现，而呼叫一旦建立后，语音数据流就不必再经过Call manager。

(2)　IP电话和公司内线电话通讯:

在县供电公司端，配置一台服务器用来作为IP电话的Call Manager(交换机)，配置一台Cisco2650路由器用作IP电话和传统的PBX电话程控系统互连。2650上配置有1个E1接口的卡，这样PBX通过E1接到2650路由器上，同时进行一些软件上的设置，在PBX交换机上添加一块E1的接口板。

3　设计建设和应用的几点思考

3.1　数据和语音网络的集成

(1)　解决了公司本部同城乡营业所之间的通讯通道问题，使得所有的城乡营业所都获得保证的带宽(2Mbps)，并且营业所获得了同公司数据中心相连接的以太网通讯端口，建立了一个完整的从营业所到如东县供电公司直接的数据网络平台。在以上的数据网络平台上建立语音网络，即以网络IP电话的方式来实现在数据网络上实现完整的语音网络，实现数据、语音网络的统一。

(2)　数据、语音综合传输带来的明显优势是成本下降:①统一到计算机网络技术上的多媒体应用无论设备费用或线路费用都相对便宜。②不需对现有布线系统作任何修改。对供电所的布线可采用一套系统。③不必在每个分支机构均配备PBX。④桌面IP电话终端的增加非常方便，只需将电话直接插入以太网交换机就可以，在Call manager上不需要任何的设置该电话就可以获得电话号码，并开始工作。

(3)　统一的网管平台，可以利用现有的网络管理平台，集成数据语音网络的管理。智能的网络可以最大限度的发挥网络设备的能力，现在网络交换机均具有智能处理业务能力,能够对不同的IP业务采用不同的优先处理方法，采用基于IP的数据语音网络解决方案，可以充分的利用网络交换机的这方面能力。

3.2　虚拟网技术和IP地址的分配

公司有多种应用系统，所以网络系统的设计应能在全网范围内实现虚拟网的划分，每个供电所分配16个IP地址，单独网关组成一个虚网。由于每个工作站和每部IP电话均需要一个IP地址，对于IP地址的分配，我们使用DHCP动态分配IP地址，这样能很好地保证网络语音系统正常运行及应用系统的安全性、数据可靠性。

3.3　网络的一些不足之处

(1)　因网络中的环节设备较多，容易出现问题，特别在建设初期，农电网络在变电所与电力信息网的互连环节上最易出问题。

(2)　由于电力信息网使用的是SDH方案，到供电所目前只能提供2M带宽，如在供电所同时使用多种应用系统(营销、生产、办公等)，速度就不尽人意。

艾默生GXE系列UPS电源参数表

艾默生UPS电源GXE03k00TL1101 
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