谈信息中心供电系统的运维管理（下）

二、运维人员应具备的素质

运维管理是需要人去做的，如何才能管理好一个数据中心，才能充分发挥数据中心的作用，使之能更好地为云计算提供强大的支持能力。运维人员应具备什么样的素质才能做到这一点呢？一般说需具备以下三个方面的条件。

1、深厚的理论基础

这部分知识来源于学习和不断地研究，比如看书和培训。有了这样的理论基础也就减少了对问题分析的盲目性。否则碰到问题就不知所措，无从下手。如图1所示是某数据中心

图1某数据中心供配电结构原理图

供配电结构原理图。如图所示，两台120kVAUPS并联后送到两个配电柜，每个配电柜各有35个16A的微型断路器。一天夜里1#配电柜突然有八个输出断路器跳闸。后来检查结果是一个IT电源输入短路，两个IT电源输入保险丝烧断。这就提出了如下的问题：

（1）为什么三个电源故障导致八个断路器跳闸？

（2）因为是一个电源短路为什么八个断路器跳闸？

（3）为什么跳闸都发生在1#配电柜，而2#配电柜没有任何反应？

以上的几个问题如何解释？这里面包含了理论、经验和对电路与器件的了解。

又如，某化工单位在定期为240kVAUPS电池放电时，由于负载太小，只好将电池组取下来用假负载放电。放电后又将电池组接回原处，合闸后机器突然爆炸和起火。专家检查后发现电池的极性连接正确，但所有逆变器功率器件和整流器后面的所有电解电容器统统烧毁！于是专家还是就作出了是“机器质量问题”的结论。结果代理商赔了一台新机器。是机器本身的质量问题吗？为什么电池放电前机器一直运行正常，而放电后就起火爆炸呢？就算是质量问题也不会在同一时间所有这些器件都达到报废的程度！这又如何解释？如此等等，如果不站在理论的高度上去分析，单凭经验和直观视觉就一头雾水，就不能做出公允的判断。“机器质量问题”的结论肯定是错的，错在哪里？错就在不懂UPS的结构原理。

又如，某机关数据中心购置了4台200kVAUPS做2´（1+1）连接，如图2所示。机器安装后在考机期间，为了检测在市电转换时的输出不间断功能，就在转换开关ZB1由市电1向市电2切换瞬间分路断路器ZB2和ZB2跳闸，两路并联UPS1和UPS2各坏了1台，检查发现都是可控硅整流器烧毁和控制电路板受损。按道理说由市电1切到市电2是一个很

图22´（1+1）连接供电系统

普通的操作，即是UPS最普通的功能之一，为什么会出现如此情况？而且修好后不到一年又一次市电停电停电时，UPS转为电池供电模式，待市电恢复后UPS的输入电压就不能投入了，一直是逆变器供电。为什么？为了工作再不受影响，用户只好将其淘汰!为什么会这样？调查得知该机器是打着进口品牌的国产品，而且该生产者是一个国内不知名的小厂。在用户购置该UPS的时候，国内知名的几家UPS制造商也刚刚达到生产该容量的水平，且大都是仿制。不用说这一家也是仿制。问题是为什么的仿制就会出现如此多的问题呢？技术分析留待后面，这里只分析产品和知名厂家的不同，其不同就是仿制技术水平的差别（这可从UPS故障后两个月以后才修复看出技术水平不佳）、生产平台的差别（机内布线和控制电路板外观粗燥）、元器件等级的差别（更换故障部件不是一次成功）、检测手段的差别（出厂产品做市电切换是常规手段，这次故障说明产品出厂时连最常规的实验都没做）等。由于用户缺乏这方面的知识，没有向厂家提出采取相应的应对措施，才会很快又出现第二次故障。

2、丰富的实践经验

理论来自学习，但必须和实践经验相结合。一般说经验多数来自教训，所谓失败是成功之母就是这个道理。这里所说的经验是经过反复实践证明的，是经得住考验的。往往好多所谓经验并不是真正的经验而是经历。比如不少人认为零地电压干扰负载，并能举出一些实际例子加以证明。比如举例者说：一次，机器系统工作异常，经查找发现零地电压大于1V，于是就将电源的零线和地线短接，结果异常消除了。当问及是否又将零地短接线断开时，其回答是：“既然工作正常了还断开做什么？”首先这个经验是不完全，只做了一半。一个完整的经验应该是：零线和地线短接后异常消除，接着再将零地短接线断开，如果此时系统工作又出现异常，就说明是零地电压干扰系统；如果将零地短接线断开后系统仍正常工作，就不能说明零地电压干扰系统。这里的误区是当事者听信了传说‘零地电压干扰负载’的影响，在他的心目中已有这个印象，这次的经历正好迎合了这种心理，所以就错误地认为这就是经验。

大都有这样的经历：比如原来的显像管老式电视机，看的时间长了就会出先这样的毛病：电视机正在收看节目时突然影像没有了，一般的做法是拍打几下电视机外壳，大都是影像出现了。有了这一次的经验，以后只要影像没有了就去拍打外壳。可说是有了多次‘经验’。难道就可以说这个电视机所以经常出现黑屏就是因为‘欠打’吗？很明显这是误解。总有一天将电视机拍打的彻底黑屏为止，或烧掉。

3、很强的责任心

这一点尤为重要，技术好并不代表责任心强。比如某金融数据中心一位技术很好的运维工程师，开始的确是严格按照机房守则每两小时抄一次UPS显示屏上的数据，几个月下来显示屏上的数据总也不变，他都背熟了。从此开始机房就再也不去了，按照记忆每两小时填一次表。突然一天半夜机房内市电故障停电，UPS转为电池模式继续为机房IT系统供电，这位工程师早晨上班后仍按习惯没有去机房巡视，就直接将记忆中的数据填入表中，几小时后由于电池的储能枯竭致使UPS输出停电，机房设备全部停止运行。可惜的是后备发电机控制屏的开机旋钮指在“手动”位置上，本来可以避免的故障就这样出现了，给单位造成了严重损失。

再者，责任心强如果制度定得不合适也会导致故障。如在前面“深厚的理论基础”中提到的例子，这位工程师责任心是很强，做到了定时为电池放电保养，但由于制度定的不细使得只有一个人的情况下单独操作，结果由于误操作而导致故障。在对待高压（不论是直流还是交流）情况下应该是两人在场，一个人操作一个人‘监督’。

4、业界普遍对供电系统认识的十大误区

飞轮储能式和静止变换式UPS在上世纪六十年代就已出现，至今已有五十多年。产品在技术上已经很成熟。但由于仿制者、使用者和销售者不是第一线的原设计者，大都没有很好地领会原设计者的意图，再加之对电路理论的欠缺，虽对原设计电路做了某些修改，但仍属依葫芦画瓢。有些基本概念还是不清楚，结果也误导了使用者和销售者。尤其对用户的采购和运维带来了负面影响。先举例如下：

（1）认为输入功率因数为0.999（接近于1）的UPS可以配同容量（即1:1）的发电机

当代高频机型UPS的输入功率因数都在0.99以上，可以认为接近于1，于是就声言‘可以配同容量（即1:1）的发电机’。这种说法容易把用户带入歧途。因为再用六脉冲整流输入的工频机UPS时，其配套惦记的容量至少为UPS容量的三倍，在用高频机时无形中就节省了后备发电机的投资和占地面积。但事实并不是如此，首先要看发电机的负载功率因数，如果发电机的负载功率因数为1，上述UPS与发电机的配比是正确的。可惜的是当代后备发电机的负载功率因数多为0.8，这时发电机的容量就必须加倍（后面有说明）；这是其一，其二是当UPS为单机或1+1冗余结构，甚至双总线供电结构时都有一个过载量的问题。比如大多数UPS都有过载到125min、过载到150%30S~1min的能力。在电机供电模式中这个超过UPS额定容量的部分仍应该由发电机提供，因此1:1的说法太笼统，要是具体情况而定，不能一概而论。但在实际中这种1:1的说法给用户带来不少损失。

（2）认为UPS有两个功率因数

众所周知，一个电路、一个设备定型以后，其性质也就定了。功率因数是表征负载性质的一个参数。真正懂电路的人都清楚：一个电路、一个设备只有一个功率因数，那就是输入功率因数。就是这个功率因数决定了电路和设备的性质。任何电源和任何电路无一例外。电路有输入阻抗和输出阻抗，唯独没有输出功率因数。在学术上定义的任何一个参数都是可以操作的，即可以测量的。比如包括UPS在内的任何电源的输入功率因数由于是唯一的，所以是可以测量的。当今的高频机型UPS输入功率因数可以高达0.99以上，它在任何输入电源（市电、发电机和正弦电压发生器等）为正弦波电压的情况下都是0.99以上。但是有的人却把负载端的功率因数误称为输出功率因数，无形中就把这个功率因数归属于电源了。这样的叫法会给人们带来好多误解。把负载功率因数称为输出功率因数，这就出现了两个无法解释的问题：

其一，这个所谓“输出功率因数”不是唯一的，因为带什么负载就是什么功率因数，比如带线性负载这个功率因数就是1，带老的IT设备这个功率因数就是0.7，实际上就说明这个功率因数是负载的输入功率因数。如果非要称之为UPS的输出功率因数的话，那就来测量一下，如前所述UPS带什么负载就是什么功率因数，实际上是负载的输入功率因数。就是不带负载时（空载）才是UPS的输出功率因数。设这个输出功率因数为FO,根据功率因数的定义：

(1)

式中PO是有功功率，因是空载所以为零；SO是视在功率，因是空载所以也为零。式（1）的结果是个无理数，如果用功率因数表去测量，根本测不出来。

其二，UPS的输出阻抗是容性的，既然是UPS的输出功率因数，那么这个功率因数也应该是容性的，即功率因数的符号应该是“+”。同时这些人认为以前服务器也是容性的，这就出现了电源输出和负载输入同性质的情况，就不存在谁补偿谁的问题了。而实际上，电源的容性输出无功功率是补偿负载感性无功功率的。而且以前UPS就是按负载为感性而设计的。可惜有的制者能作出这样的电路设计而不知为什么这样做，这就是仿制者的误区所在。

这里又有一个问题，负载功率因数既然不是UPS的输出功率因数，看来和UPS没有什么关系，但又为什么要出现在UPS的参数表里？这个负载功率因数所以出现在UPS的参数表里是因为没有这个参数UPS就没法制造。UPS既不是空气也不是水，即它不是通用的。这和电磁炉一样，电磁炉的负载只能是导电和导磁的锅具，而微波炉内绝对禁止导电和导磁的器具。UPS也有着它特有的供电对象，最早期它的供电对象是计算机，而计算机的输入电源都是整流滤波方式，是电感性的输入功率因数，其值在0.8左右，因是感性所以标为‘-0.8’。这就是为什么早期进入我国的所有UPS的负载功率因数都是-0.8。其含义就是：这台UPS是专为输入功率因数为-0.8的负载设计的。因为它的输出电容的容抗设计值正好抵消负载的感抗值。以往几乎所有电子负载都是感性的。这个负载功率因数值是万万不可缺少的，没有它用户就无法合理选择UPS的容量。有不少用户就因为不了解这一点，所以选购的容量差异很大。

（3）当功率因数