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在数据中心日常运维中，电源质量往往也是数据中心各种问题背后的“真凶”。当提到数据中心能效管理时，很多人只关注数据中心的高能耗问题，想方设法减少数据中心的用电量，但是都忽略了一个问题，就是电源的质量。
电源质量通常被定义为电力能的任何变化，如电压，电流和频率的变化，会干扰电子设备的正常工作。电源作为数据中心各种硬件的主要的供血源，如果电源功率不足，以及在滤波部分偷工减料，电脑、服务器等就会经常出现死机。长期使用劣质电源更会导致各元件使用寿命大幅度减短，硬盘出现坏道等事故。而在数据中心里有不少的精密仪器，对电网运行质量较敏感。如果这些设备长期在电压频繁波动的供电环境下运行，会大大缩短设备的使用寿命，增加数据中心设备故障率，严重时甚至造成设备无**常运行，导致业务中断。
那么数据中心目前主要面临哪些电源质量问题？电压、电流和频率的变化会对数据中心关键设备带来什么影响？数据中心应该采取什么防范措施？
7种主要的电源质量问题 对数据中心设备电源的运行造成干扰的因素，归结起来主要有以下7种情况：

1、瞬变现象
瞬变现象有可能是最具破坏性的电力扰动类型，它分为两种子类别：瞬变脉冲和暂态振荡。
瞬变脉冲即是大多数人所知的浪涌或尖峰。造成瞬变脉冲的原因包括闪电、接地不良、感性负载切换、市电故障排除以及静电放电（ESD）。瞬变脉冲可能会造成数据丢失（或损坏）甚至设备的损毁，而其中以闪电破坏性最强。当遇到脉冲瞬变时，两种最可行的保护方法是：消除潜在的 ESD，以及使用浪涌抑制设备（通常称为瞬变电压浪涌抑制器TVSS 或浪涌保护设备SPD）。
SPD已经使用了很多年。如今这些设备仍然在电力系统，大型设施和数据中心的设备，以及小型企业和家庭使用；SPD 和 UPS 设备串联使用是保护电子设备免受电源扰动影响的最有效方法。此方法将SPD 装置将放在线路入口处，并且根据能量吸收能力的大小来选型。将瞬时过压限制在随后的电气子板以及敏感设备的所能承受或免予干扰的水平。特别注意的是选择电压等级和能量吸收能力以及调节该装置使其有效工作。还需注意浪涌抑制设备的容量防止MOV失效。尽管MOV 的浪涌抑制能力随时间是一致的，但它的抑制能力仍然会随着使用而退化，或者，如果超出了其额定的有效抑制能力，MOV 也可能会失败。如果 MOV 超出临界值而不再有用时，SPD 应能够中断电路，并防止任何会造成损坏的异常电进入它所保护的设备，这一点非常重要。

2、中断
中断的定义是供电电压或负载电流的完全消失。视其持续时间而定，中断可分为瞬时中断、暂时中断、短时中断或持续中断几类。各种中断类型的持续时间范围如下所示： 中断的原因可能有很多，但通常是某种类型的电力供电网损坏造成的，比如闪电、动物、树木、车辆事故、有害天气（强风、线路上积雪或结冰太厚等）、设备故障或者基本断路器跳闸。应对中断的解决方法多种多样，有效性各有千秋，费用也有高有低。使用最为广泛的缓解设备是：不间断电源 (UPS)、发电机，以及采用冗余系统和能量存储的系统设计技术。在断电时，这些形式的替代电源将可以保持用户设备继续正常运行。

3、电压暂降
电压暂降是指给定频率下， 交流电压下降，经历半个周期到1分钟的短暂持续期后恢复正常。电压暂降通常是因系统故障造成的，或当启动电流过高的负载开启时也常会发生。
电压暂降的常见原因包括启动重负荷（比如首次启动大型空调设备）以及远程电力设备故障排除。同样，启动工业厂房内大型电机也可能导致电压显著降低（电压暂降）。电机在启动时的电流是正常运行电流的六倍还多。如果突然有大的电力负载，很可能会使电机所在电路的电压明显降低。可以想像一下，当您正在淋浴时，有人打开了您房屋中的所有水龙头，情况将会是怎样。水将可能变冷，并且水压会降低。当然，要解决此问题，您可能要有另一台专用于淋浴的热水器。对于启动负载很大会消耗大量起动电流的电路而言，道理是一样的。
尽管针对重负载的启动，增加专用电路可能是最有效的解决方法，但这种方法并非总是经济实用的，特别是一个**有许多重负荷设备需要启动时。解决启动重负荷的其它方法包括使用替代启动电源，这些电源在电机启动时不带载电气基础设施的其余负荷，比如带有自耦变压器或星形-三角形配置的降压启动器就是这种电源。还可以使用固态类型的软启动器，它可以有效地缓解电机启动时的电压暂降。最近可调速驱动器 (ASD)， 可根据负载或其它用户改变电机速度，则更为经济有效地控制生产过程，另一个好处是解决了大型电机启动的问题。

4、欠电压
欠电压是长期的电压暂降问题，会导致数据错误、电灯闪烁、电气触点剥蚀、电子产品中的半导体损坏以及绝缘。常用的解决方法包括使用电力线调节器、UPS 系统以及铁磁谐振变压器。与电压暂降很像，电压暂升直到看到后果才显现出来。通过使用 UPS 和/或同时对输入电力事件进行监控和记录的电力调节设备，将有助于衡量这些事件将在何时发生，以及多久发生一次。

5、过电压
过电压可能是长期电压暂升的问题。过电压想像为拉长期、的电压暂升。过电压通常是因电源供应变压器接头设定不正确并且负载下降所致。这种情况常见于季节性的地区，淡季时居民的用电量会减少，但却仍然提供为用电高峰季节设定的输出电力，即使电力需求少了很多。过电压状况可能造成高电流，并导致下游断路器不必要地断开，以及设备过热。
由于过电压实际上只是持续的电压暂升，因此适用于电压暂升的相同 UPS 或调节设备将也适用于过电压。但是，如果输入电力持续保持过电压状态，则可能也需要对进入设备的市电进行校正。过电压同样也有与电压暂升相同的征兆。由于过电压可能持续时间更长，过热可能是过电压的外部表现。对于在正常环境条件和使用情况下会产生一定热量的设备而言，过电压引发其输出热量突然增大。在密度高的数据中心环境中，这样会造成损害。对于 IT 企业而言，非常大的顾虑就是热量以及其对当今带有很多紧密封装的刀片式服务器的数据中心的影响。

6、噪音
噪音是叠加在电力系统电压或电流波形上的多余电压或电流。噪音可能是由电力电子设备、控制电路、弧焊机、开关电源、无线电发射机等所产生的。不良接地使系统更易受到噪音的影响。噪音可导致诸如数据错误、设备失效、元件长久失效、硬盘故障和视频显示失真等问题。
有多种不同的噪音控制方法，有时必须要结合使用多种不同的方法才能达到所需的效果。下面是其中一些方法： • 通过 UPS 隔离负载 • 安装接地的屏蔽的绝缘变压器 • 移动负载使其远离干扰源 • 安装噪音滤波器 • 屏蔽电缆

7、电压不平衡
在三相配电系统给三相负载供电的同时，其中的某一相也会给某些单相设备供电，就发生电压不平衡问题。通常，这些不平衡表现为发热，特别是对于固态电机尤为如此。较严重的不平衡可能会导致电机部件过热，和电机控制器出现间歇性故障。
判断电压不平衡的一种快速方法是取三相供电电压之中最高和最低电压差不应超过最低供电电压的 4%。纠正电压不平衡的方法包括重新配置负载，或者让电力公司改变输入电压（如果不平衡不是由内部负载造成的）。
以上介绍的这些电网质量问题都会对数据中心设备运行造成不良影响，有些是致命的，会给数据中心带来灾难性的后果。要减少电源质量问题带来的影响，数据中心设备要增加前级配电保护装置，比如调压器、电涌抑制器、UPS不间断电源。不管企业规模如何，使用哪些配电保护装置，其目标都是缩短设备停机时间和降低生产费用，提高利润。通过对电气环境以及设备易受电源质量扰动的程度加以了解和沟通，将有助于找到实现业务目标的更好方法。