微课这个名字的确起得好,既简单明了又有技术含量。它表明三言两语解决实际问题,既节省了时间又获得真知。真希望这个栏目做成知识交流的平台。少谈些家长里短风花雪月之类的话题,多说些知识性的东西,总之要珍惜时间,多作有益的贡献才符合这个创意新颖的名字。
王其英
微课019期 数据中心供电系统的演变
现代数据中心供电系统在设备的选型、容量的计算、设备的布局和搭配中往往会出现一些不合理的现象。主要的原因就是不了解历史。一切先进的东西都是由初级一步一步发展而来,用户迷恋于老设备和老观念,对新技术敬而远之,这影响了数据中心的建设。比如选设备,由于老观念作祟,将已被淘汰的设备当成好东西购进,数据中心刚刚建成就已经是落后的系统了。因此如果不用发展的眼光看问题,到头来吃亏上当,后悔不已。
图1-53所示是最早期的计算机机房,这是世界上第一个半导体计算机机房,计算速度十万次/秒。图中的控制台、存储器、运算控制器和AD⇔DA转换器都是一个庞大的机柜,它们各有自己的电源柜,这时的计算机和电源是不可分离的。由于计算速度慢,万一在机器运算过程中市电故障,计算机内一片空白。等市电恢复后再重新输入数据。于是计算机就向供电提出了一个要求:当市电断电时向计算机发出一个信号,如果此时供电能再坚持5s,计算机就可将计算的现场保留到存储器内,待市电恢复后计算机即可接着上次的结果继续运算了。第一代UPS就是在这种要求下诞生的,所以UPS是为了保护数据而问世的,因此称UPS是计算机的“孪生兄弟”。图1-54示出了一台20kVA的UPS。实际上就是一台20kVA的电动发电机,同轴上带着一个5t重的大飞轮,这就是早起的飞轮储能式UPS。
以上的飞轮储能式UPS虽然解决了燃眉之急,但毕竟太笨重,预算第二代UPS就出现了(见图1-55)。20世纪60年代晶闸管问世,设计者就是这种器件将市电交流电压整流成直流电压为蓄电池组充电,带动后面的直流电动机,也带动了同轴上的交流发电机。这样一来,后备时间可以延长了。随着晶闸管的成熟,设计者又用晶闸管做成了交流逆变器,代替了笨重而扰民的直流电动机和交流发电机。但由于逆变器是全桥变换模式,输出电压是三根相线,但用户需要的是带有中线的220v/380v三相四线制电压,因此就必须加一个“D-Y”变换的隔离输出变压器,于是第一代静止变换式UPS正式问世了。到1980年美国IPM(国际动力公司)又将晶闸管逆变器发展成PWM逆变器,体积和质量进一步缩小,这就是现在的工频机型UPS。
静止变换式UPS的出现和发展使得供电系统和计算机房分别放置有了可能。