计算机房工程可靠性与谐波问题探讨---深圳富力特

计算机系统是由许多复杂的高密度组装的电子器件组成的中央处理机（CPU）以及高精密的外部设备组成的。由于其系统的复杂性决定了计算机系统的某一环节很难避免发生故障。因此计算机系统的可靠性问题成为影响计算机发展与应用的核心问题。
计算机房工程的可靠性与供配电质量等因素是密不可分的，而电能质量主要是通过电压和频率的指标来衡量的，影响城网中电能质量最严重问题的是谐波干扰。对供配电系统而言，如果处理不得当，诸如电网中谐波电压过高或谐波电流过大将会使计算机在运行过程中，该为“0”的变成“1”，使软件出现“奇偶位错误”，影响计算机系统的可靠运。
为提高计算机设备的供配电系统可靠性，传统中理想的技术措施是在配电设备前端增加交流不间断电源系统UPS。UPS的作用是将公共电网存在的问题如谐波、电压波动、频率波动及瞬间间断等电网干扰阻挡在负载之前，并提供一定的后备时间，为所保护的计算机提供纯净的电源。
但是，UPS作为一种电子设备，在为所保护的负载提供纯净的电源的同时，自身又会产生新的干扰源，从而二次污染电网，对周边的用电设备产生新的干扰。UPS的基本工作流程是：将交流电进行整流AC/DC变换成直流电源后，再进行DC/AC逆变变换将直流电再转换为交流电供负载使用，通过二次转换后基本上消除了来自电网的各种干扰。与此同时，UPS的整流器本身是非线性用电方式。六脉冲整流器产生的输入电流谐波失真可达27％～34％，使电网受到了再次污染。
UPS的逆变器和控制电路均工作在高频方式，尤其是逆变器的工作状态为高频、高压、大电流状态，其产生的射频辐射如无有效的治理措施，将会对周边的电子设备尤其是对高频干扰敏感的设备如：以数字方式工作的网络设备、广播、通讯设备等造成严重的干扰；谐波电流过大同时也会对UPS的控制系统产生影响，严重时会造成UPS失控，从而使整个系统瘫痪。
此外，机房中作为UPS负载的计算机在享受净化电源的同时，又在大量地产生谐波。计算机的谐波电流源主要是开关电源，据有关统计，若干型号微机的谐波电流测量结果如下表所示：


各种型号微机的谐波电流值
计算机 型号 基波电流有效值（A） 各次谐波电流分量有效值（A） 电流总畸变率（%）
3 5 7 9 11 13
COMPAQ 0.54 0.47 0.37 0.24 0.15 0.04 0.03 124.3
AST 0.72 0.63 0.45 0.27 0.13 0.04 0.06 116.0
DELL 0.36 0.32 0.27 .020 0.13 0.06 0.02 135.4
IBM 0.42 0.38 0.31 0.23 0.15 0.08 0.04 136.6
长城 0.42 0.38 0.31 0.23 0.14 0.07 0.02 134.8
尽管有UPS将公共电网的谐波和其他干扰隔离，但由于计算机的谐波电流含有率高，当大量的计算机同时工作时，其所产生的谐波电流叠加在一起，谐波电流的有效值将会很大；此外，如果UPS输出的电流有效值不是足够大的话，谐波电流的总畸变率也将很高。谐波电流过大足以对计算机系统产生影响。
综上所述，计算机房工程中，有两种谐波源需要引起注意：
1、 公共电网中的谐波和UPS自身产生的谐波对UPS的控制系统产生影响，造成UPS失控，从而使整个系统瘫痪。
2、 由计算机产生的谐波影响到计算机系统本身，引起程序紊乱、数据丢失等严重后果。
在公共电网上存在着各形式的干扰。除了供电中断等可以明显察觉外，绝大多数干扰都是不容易察觉的。然而，正是这种不易察觉的干扰对正常运行的电器电子设备存在着严重的威胁。谐波引起程序紊乱、数据丢失等严重后果，严重影响计算机系统的可靠性，我们切不可以对这种谐波的影响掉以轻心。
电网质量对计算机的正常运行具有十分重要的意义。为了提高电网的供电质量，保障计算机系统的可靠性，在计算机房工程中既要考虑电网谐波对UPS的干扰问题，也要考虑UPS的输出端计算机产生的谐波对自身的干扰问题。
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