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据资料反映在一类市电的通信局、站,近年来因市电或柴油发动机组故障而出
动流动柴油发动机供电情况没有出现过;同样因市电或局供电设备故障而启用
柴油发动机供电的,也是少的很,只能是供电局检修、局工程需要以及试机等
等。这样的话,年交流电故障率极低,平均到每天只能用秒来计。据资料统计
北路通信楼1957年开通以来,因两路市电同时中断,启用柴油发动机组发电
还未发生过。其中一路市电中断超过5分钟以上的次数也未发生过。
系统需求分析
30KVA〔3〕30KVA〔4〕并机运行,30KVA〔3〕负载60A;负载率54%,交流输入
空气开关100A,16mm2电源线,输出25mm2电源线。30KVA〔4〕负载57A;负载
率51%,交流输入空气开关100A,16mm2电源线,输出25mm2电源线。
现代高级电子设备,包括计算机和网络通信设备,需要纯洁、稳定和连续的交流电源以支持正常
工作。但我们日常所使用的市电存在各种问题包括停电、持续高压、持续低压、电压下陷、高能浪涌、
脉冲尖峰、瞬变、射频干扰〔RFI〕、波形畸变和频率漂移等等。
存在上述问题的市电如果没有作完善的处理就被直接加到计算机等数字设备上,轻则导致数据丧
失、数据交换误码率增大、网络传输速率降低,重则使数据文件和硬件设备遭到不可恢复的破坏,给
用户造成经济上难以弥补的损失。
在线式UPS能消除以上市电中可能危及计算机网络设备平安的因素,最大限度地保证设备平安、
高效地运行。
它的根本构造:
它的工作过程:
,市电经过UPS的整流器执行AC/DC变换成直流电源,再经过逆变器执行DC/AC
变换重新变成正弦波电源供应负载,完全消除了前述的9种市电问题,提供应计算机网络设备一
个稳定、纯洁的正弦波交流电源。
.-考试资料:.
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〔或超出适宜围〕时,整流器关闭,蓄电池的直流电经过逆变器同样执行DC/AC变
换,提供一个稳定、纯洁的正弦波交流电源。
、过温或者故障时,市电经过旁路开关,向负载供电。
常见的供电方式有两种,一种是集中式供电,另一种是分布式供电。
1〕集中式UPS供电系统
如下列图所示,系统全部负载由一容量足够的UPS供电,其优点是本钱较同容量的多台UPS低,
节省空间,便于设备管理,电池供电时利用率高,有关统计说明,功率UPS其平均无故障时间〔MTBF〕
高于小功率UPS,亦即可靠性高。
ACLINE
UPS
LOAD1LOAD2LOADn
采用集中式供电的UPS机房,对配电线路的可靠性要求较高:例如UPS输入配电要有适宜的容
量、相数,输出配电要采用一路分多路、多路分别保护的方式,防止单点故障等等。因此功率UPS需
要提供专门的配电房,由专业人士布线,有专人做管理和维护,因此一次性的投资较大。这类UPS的
部维护或维修需要上门效劳,因此厂商技术支持能力要强,效劳响应要快,所以建议深入考察供货商
的效劳质量和信誉。
集中式供电的缺乏之处是一旦UPS及其输出配电线路发生故障,整个负载系统将得不到保护;如
果用户负荷增加超出UPS供电能力,则须增配UPS并重新布线,不利于用户系统的扩容。
负载设备位置相对集中的环境如网络中心机房可以采用集中式供电。实际应用中,可以通过UPS
双机并联或串联冗余供电方式降低单机故障风险,提高系统的平安系数。多数功率UPS支持软件管理
和SNMP网络管理,利用这些功能建立智能化管理网络有利地于用户对UPS的实时监控。
2〕分布式UPS供电系统
系统负载由N台小功率UPS分别供电,每台UPS供应假设干个负载。分布式方案的优点是设备
配置灵活,一次性投资小,一般不需要专门布线,而且单机故障影响面小。
用户可以根据实际需要调整UPS的分配,负载增加时只需增加相应容量的UPS,有利于扩容。
为降低单机故障对系统的影响,可以采用几台周转机作维修备用。
但UPS台数的增加给管理和维护带来了一定困难,由于直接面向使用人员,增加了人为故障时机。
对于负载分布空间较分散的环境可以采用分布式供电。有些小功率UPS同样支持软件管理和
SNMP网络管理,如科华公司的KR、KI系列及局部通信用UPS。
UPS1UPS2UPSn
LOADLOADLOADLOADLOADLOAD
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对系统供电平安性要求更高的用户,会采用两台〔或者多台〕UPS热备份供电的方式提高系统可
靠性。常见UPS双机热备份方法有两种:一种是并联热备份,另一种是串联热备份。
1〕双机并联热备份
原理:UPS1和UPS2的输出直接短接,各承当50%负载;任一台UPS出现故障,由另一台供电直
至故障消除。
特点:A系统带载能力较单机增加一倍;
B实际应用中两台UPS的输出电压、频率和相位总是有差异,因此存在环流,对环流控制
技术要求较高;
C构造较复杂,由于增加并机柜〔或并机板〕,本钱较两台单独的UPS要高;
D并联热备份的两台UPS一般同期投入使用,即应采用同期出厂的UPS进展并联,一次
性投资大。
2〕双机串联热备份
原理:UPS1〔备机〕的输出接至UPS2〔主机〕的旁路输入,UPS2正常时承当100%负载,UPS1
处于待命状态;如果UPS2故障,则自动转UPS1供电〔无中断〕,直至UPS2恢复正常。
特点:A构造较并联热备份简单,本钱也低;
B具备独立旁路功能UPS都可以组成串联热备份系统;
C不同型号、一样供电体制的的两台UPS〔最好一样品牌〕也可以构成串联热备份系统。
D系统带载能力没有增强,与单台UPS一样;
E串联热备份的UPS可以同期使用,也可以先使用单机,适合的时候再增加另一台构成热
备份系统,为分期投资带来灵活性。
1〕逆变器
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市电停电时,UPS由蓄电池供电,其供电时间决定于电池的容量。由于市电的停电时间不可预见,
对于重要部门来说,配置具有长时间供电能力的蓄电池是必要的。但配置大容量的电池其费用比拟高。
有些用户如电信、铁路、通讯部门等,其电力室已配用大容量整流器和长延时蓄电池〔48Vdc〕,
这些用户可以选用逆变器。逆变器直接利用现有的蓄电池,它可以将直流电源转换成220V交流电源,
从而提供不连续的供电。
逆变器具有以下好处:
能够将直流电〔如48Vdc〕转换成220V交流电;
降低设备电池购置本钱,减少一次性投资。
逆变器应用中必须注意的问题:
逆变器在直流输入端产生的电压及电流波动不能对并接在整流器上的设备产生干扰,换句
话说,逆变器需要配备反灌杂音吸收装置消除对这些设备的影响。
逆变器尤其是大容量逆变器在一定程度上加重整流器的负荷,当用户选择功率较大的逆变
器时,还应考虑扩大整流器容量;
逆变器一般采用单路〔直流供电〕,比双路供电设备可靠性要低,所以好的逆变器应具有
旁路功能;
应注意,常规的UPS主机或普通UPS改装的逆变器不宜选用,这是因为工艺和构造以及电路设
计会有问题,带有较强的反灌杂音,会对直流设备产生严重干扰。
2〕双回路供电的逆变电源〔通信用UPS〕
为了克制逆变器的一些缺乏,有些用户会选用双回路供电的逆变电源——通信用UPS。这类电源
既有逆变器的优点可以充分利用电力室直流电源,又具备独立的整流器不会加重电力室整流器的负担,
而且具备完善的的反灌杂音吸收功能不会产生干扰。
双回路供电的逆变电源采用交流〔单相或三相〕和直流两种输入,主要由整流器、逆变器、旁路、
控制电路和反灌杂音吸收装置组成。在市电正常时它通过部的整流器将交流转换成直流,再通过部逆
变器将直流转换成交流,因此它具有和在线式UPS同样优越的输出特性。在市电异常〔停电或陷落〕
时它会将蓄电池的直流电转换成交流电保证输出不变,如同在线式UPS一样。由于采用双路供电,可
靠性比单纯的逆变器提高一倍。
科华公司的D*B系列就是双回路供电的逆变电源,它从1~30KVA各容量可选,可以采用集中式
供电或者分布式供电。
二、推荐产品特点
*B系列特点
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D*B系列产品,是专为通信系统而设计,适合邮电部门在停电频繁的地区到达长时间不连续供电的
要求,并彻底消除电网的冲击、浪涌、陷落及杂讯等对通信设备所造成的不良影响,是集整流和逆变为一
体的通信用高性能在线式UPS。
1〕符合通信交、直流供电体制标准:
该机型无须另行配置蓄电池,主机可直接使用电力室交流〔220VAC或380VAC〕、直流
〔-48VDC〕电源供电。市电供电时,经主机部整流、逆变输出纯洁正弦波,反灌杂音经处理
不会影响其它通信设备运行,符合邮电部门相关标准。电网停电时,主机直接将-48V逆变为
220Vac正弦波。
2〕节省投资:
用户无须专门配置蓄电池,节省高额采购费用,节省设备安装空间。
普通逆变器长期由直流供电,必然加大开关电源的工作压力,尤其是大容量的逆变器,需要相
应扩大开关整流电源的容量。而D*B系列在市电正常时,不是由-48V电源供电,因而不需增
加开关电源的容量,可节省一半投资。
3〕在线式设计:
无论电网、油机或-48V直流供电,主机均以逆变器输出纯洁正弦波,无切换时间,并能自动跟
踪油机发电。
4〕人性化的LCD液晶面板显示构造:
可让您随时了解主机的动作情况,可显示主机运行中的输入电压、输出电压、再配上轻触型按
键使操作更轻松自如。
5〕完善的保护措施:
设计了输出过压保护、过载保护、电子限流和短路保护等一系列的保护功能,防止了由于人为
操作失误等带来的故障。
6〕可构成双机热备份:
采用两台或多台D*B系列UPS,可构成串联/并联热备份系统,提高系统的可靠性。
7〕输入输出全隔离:
采用高频隔离变压器,使输入和输出实现完全隔离,市电的噪声干扰、杂讯不能通过UPS到达
负载。
8〕采用先进的功率处理器件IGBT:
选用目前世界上最新型的功率器件IGBT,具有通态电流密度高、正反向阻断强,高频开关损耗
小和卓越的高温通态特性,集MOSFET和GTR之大成,从而更好地发挥不连续电源的最正确
性能。
9〕智能型RS232通讯功能:
通过RS232数据通讯接口,配合KELONG®Powersoft电源监控软件,可直接在计算机屏幕
上监控UPS状况。另外,还支持KELONG®SNMP网络适配器,可使UPS直接成为网上新成
员、实现网络管理功能。
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AC-DC变换:将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供应逆变
电路。AC-DC输入有软启动电路,可防止开机时对电网的冲击。
DC-AC逆变电路:采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率充裕量,在输出动态
围输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术,确定了功率IGBT模块可靠
工作的最大电流,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击,均可平安可靠地工作。
隔离泵式变换DC-DC回路:是将48V进展高频升压供应直流主回路工作的过程,反灌抑制则
确保在UPS进展升压逆变时,不会产生直流端的反灌杂音而影响其他设备的运行。
控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关
和显示驱动信号外,还完成SPWM正弦脉宽调制的控制,由于采用静态和动态的双重电压反应,极
改善了逆变器的动态特性和稳定性。
ByPass旁路开关:在发生超载和故障时起作用,输出为旁路状态此时市电经旁路开关馈送给负
载。当故障消除后旁路开关恢复到逆变器输出状态。超过150%额定功率以上而引起的旁路,需重
新开机启动,才能恢复逆变器输出状态。
D*B系列UPS的工作过程:
当市电正常工作时〔380/220Vac〕直流主回路有直流电压,供应DC-AC交流逆变器,
输出稳定的220Vac交流电压。当任何时候市电欠压或突然掉电,使得直流主回路上的电压低
于泵式变换回路出来的直流电压时,则由电池组通过泵式变换回路、隔离二极管开关向直流回
路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。
当电池能量即将耗尽时,UPS发出声光报警,并在电池放电下限点停顿逆变器工作,长鸣
告警。UPS还有过载保护功能,当发生超载(110%负载)时,发出声光警告,跳到旁路状态,并
在负载正常时自动返回。当发生严重超载(超过150%额定负载)时,UPS立即停顿逆变器输出
并跳到旁路状态,此时反面空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开
场恢复工作。
*B19-30KVA主要技术指标
型号
D*B19-30KVA
指标
电压围〔Vac〕380±25%
输频率围〔Hz〕50±5%
功率因素PF>
入
油机跟踪功能对油机发电频率在47~53Hz跟踪同步
市电转换效率>80%
特
直流输入电压〔Vdc〕40~57
性输入端相对衡重杂音电流<%
48V逆变效率>80%
功率〔KVA〕30
输电压〔Vac〕220±1%
频率〔Hz〕50±
.z:.
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出波形正弦波
波形失真度(THD)<3%
特
切换时间〔ms〕0
波峰因子>3
性
输出方式输出接线端子
输入输出隔离功能采用高频变压器完全隔离
过载保护125%全载持续10分钟,150%全载持续20秒
其
报警功能市电异常,电池低压,UPS故障
通过轻触按键可使LCD液晶屏显示输入、输出电压、
它面板显示
负载大小、电池电压;LED指示灯可显示整机的工作状态
工作温度〔℃〕0~40
特
相对湿度0~95%〔无冷凝〕
性音频噪音〔dB〕小于65
尺寸:宽深高(mm)主机480×865×1065升压箱480×865×1065
重量(Kg)380〔主机〕+120〔升压箱〕
三、科华D*B系列UPS并联方案介绍
1、用户采用D*B系列UPS并联方案可以到达:
UPS的扩容:当用户负载增加时,UPS可以十分方便地扩容,成倍提高输出功率。
可靠性冗余:多台并联的UPS可组成N+1备份方案,使用户的电源形成高可靠性冗余系统。
2、D*B系列UPS并联技术特点:
1)超强的并联能力
可以任意多机并联,无需设定并机数目,因此可以实现任意并联扩容或N+1冗余并联。
2)高精度的负载分配能力
准确的数字化算法实现电压、频率和相位等参数的动态、静态特性快速调整,确保并联系统
负载分配的准确性。
3)先进的无主从自适应控制技术
无主从自适应控制技术保证UPS的主要参数偏离中心值时,仍能可靠并联,使得并联UPS
单元无需严格匹配,现场安装简单方便;UPS长期运行参数会发生变化,由于电压、相位误差形
成的并联环流通过本技术减小到最低,长期运行也保持可靠。同时本技术的优点使不同功率的
UPS可以直接并联时,按UPS容量比例分配负载。
4)可靠的多机并联逻辑控制和智能脱机技术
并联旁路控制技术、故障诊断和脱机技术、过载保护、并联系统干扰处理等一系列完善的措
施,确保多机并联系统运行的可靠性。智能脱机技术实现任意在线投入或退出并联单元,实现并
联系统的在线热维护。
3、D*B系列UPS并联方案
S1
两台UPS直接并机,无需并联柜,也不需公共旁路柜,便于安装和维护。S3
AUPS1负载5
B负载4
.z
市电输入
C负载3
S2
S4负载2
UPS2负载1
N:.
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4、UPS并联系统的工作模式
两台UPS各承当1/2输出负载。D*B1
负
D*B2
两台UPS仍各承当1/2输出负载,但由电池供电。D*B1
负
载
D*B2
*台机器故障会自动脱离系统,由另一台正常的UPS对负载供电。
D*B1
四、科华D*B系列UPS串联方案介绍
负
D*B2
载
1、两台D*B系列UPS串联的原理
两台UPS有主从之分。UPS1〔从机〕的输出接至UPS2〔主机〕的旁路输入,UPS2正常时承
当100%负载,UPS1处于待命状态;如果UPS2故障,则自动转UPS1供电〔无中断〕,直至UPS2
恢复正常。
2、D*B系列UPS串联的技术特点:
A、构造较并联热备份简单,本钱也低;
B、具备独立旁路功能UPS都可以组成串联热备份系统;
C、不同型号、一样供电体制的的两台UPS〔最好一样品牌〕也可以构成串联热备份系统。
D、系统带载能力没有增强,与单台UPS一样;
E、串联热备份的UPS可以同期使用,也可以先使用单机,适合的时候再增加另一台构成热备份系统,
为分期投资带来灵活性。
3、D*B系列UPS串联方案
UPS1〔从机〕的输出接到UPS2〔主机〕的旁路输入端,UPS2的输出接负载,对UPS的技术要求
S1S2
A负载5
简单,便于实现。BDXB1DXB2
从机主机S3负载4
市电输入C
4、串联系统的工作模式负载3
N主机输出
旁路输入从机输出旁路输入负载2
A、正常时的工作模式G
负载1
负载零线
从机
输入零线排地线排地线排输出零线排
从机空载运行,主机承当所有负载。
输入配电柜输出配电柜
B、主机故障时的工作模式
主机
从机
主机打旁路,由从机的逆变输出对负载供电。
负载
.z
主机:.
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五、串联热备份与并联热备份的特点比拟
比拟的工程串联热备份双机并联热备份
技术特点简单较复杂
增容性不能扩容可以扩容
抗冲击能力等于单机能力提高一倍
UPS老化程度主从机老化不一致一致
主机100%,从机0%;
负载分配均分,不均衡度小于5%
主机故障时0%,从机100%
电池老化程度不一致,需要定期对换不需对换
单机故障时转换时间主机转从机有<10ms转换时间无
UPS间通信不须通信一般需要
系统本钱较低较高
六、监控功能
〔一〕常用的几种UPS监控模式
1、远程监控面板
远程监控面板通过电缆与UPS的RS-485接口连接,距离可达100米以上。
设备管理员在远端位置,通过该监控面板可以对UPS进展监控。监控面板可连续
显示UPS工作状态及运行参数,在UPS非正常状态时〔如市电停电或UPS故障
等〕可发出报警让用户注意。
远程监控面板的功能等于是把UPS的面板和声音搬到用户面前。
特点:直接安装,不需通过计算机监控。
2、单机近程监控管理
UPS通过RS-232接口与计算机串口连接,并在计算机上运
行相关平台的UPS监控软件,计算机与UPS建立通信联系,定
时发送查询指令,UPS在规定的时间返回信息。
当电源出现异常时,UPS将异常信息发给计算机并在计算机
上弹出告警界面,提醒操作人员及时处理。如果有关人员不在现
场,监控软件会在UPS供电时间完毕前自动中止各种程序的运行,
自动存盘,并通过MODEM向有关人员发送s、或打BP机,通
报有关信息。
同时监控软件还能以数字和图形方式显示并记录UPS的参
数,供使用者对UPS作分析、诊断,并可设置对电脑和UPS执行定时开关机功能。
特点:安装及操作简单,监控距离在10米,需占用计算机一个串行口。
3、多计算机监控管理
要求所有的PC或效劳器在同一网络中,并且为一样操作系统,不能为混合网络。
网络中指定的*一台效劳器或工作站〔称本地机〕通过RS-232串口线与UPS通讯,网络上其它效劳器或
工作站〔远端机〕与本地机通讯,本地机与远端机都运行UPS的电源管理软件,由本地机控制管理一台或多台
远端机的报警关机功能。
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4、UPS网络化管理
科华公司的智能化UPS支持SNMP网络管理协
议,通过SNMP网络适配器,UPS系统作为一个独立
节点接入网络,即可实现网管功能。
SNMP适配器可以将UPS的信息转化成SNMP
MIBⅡ兼容格式的信息,通过网络〔甚至经Internet
作跨国连线〕伟给相关的。用户可以通过浏览器远程的
UPS〔Web功能〕,也可以通过网络平台进展远端监
控和管理UPS〔SNMP功能〕。
1〕Web功能
用户在网络上的任意一台工作站,可通过浏览器
〔IE或Netscape〕UPS,查询其运行参数,可以图形
或数字方式显示UPS输入、输出电压,负载情况,电池容量,机温度,市电频率,以及UPS的根本信息和工
作状态。
一些功能如对UPS的远程关机、对SNMP适配器的在线修改〔重新设置〕等对系统而言存在不平安性,
在适配器的初始化安装时,可以预先设定各个用户的权限,限制只有拥有特定地址和密码的网管人员才能操作,
这是UPS的平安机制。
2〕SNMP功能
用户如果已有NMS网络管理平台〔如:HP
OpenView、SUNSunNetManager、IBM
NetView、NovellNMS、AcctonAccView等〕,
即可直接监控和管理UPS。没有网络管理平台的
用户可使用随适配器配套的RUPSSNMPView
网管***,实现在Windows98/NT下的网
络监控功能。
〔二〕监控系统的功能描述
1、UPSilon电源管理软件
1〕可支持软件系统:
NovellNetware
MicrosoftWindows3.*
MicrosoftWindows95
MicrosoftWindows98
MicrosoftWindowsME
MicrosoftWindows*P
MicrosoftWindowsNT
MicrosoftWindows2000
Linu*
FreeBSD
2〕可实现功能:
➢运行参数即时显示功能
通过RS232通讯接口,可在计算机上显示出UPS输入、输出电压,负载情况,电池容量,环境
温度和市电频率及UPS工作状态和根底信息。
➢智能告警功能
.z:.
-
自动侦测市电中断和UPS部异常状态,即便是处于后台工作状态时,也能以对话框的形式弹出
告警信息。
➢智能关机、存档保护功能
为确保系统保护的完整性,在预设关机时间到或电力不正常状态发生时,系统自动执行关机动作,
因此,不仅免去操作人员的额外负担,还能防止因误操作造成的损失。
关机时,系统将自动进展存档:
不需设定巨集指令,可在Windows下关闭应用程序和自动储存档案。
对于在Windows下开启的DOS视窗,可在关闭系统时使用自定义按键存储和离开。
如果自动存档时,文件未赋名,将会以TEMP档案存储。
重新开机时,可查看上次关闭Windows时的应用程序名和存储档案名。
➢信息记录功能
记录并分析历史数据,对当地电网情况综合分析,可打印资料和记录档案,同时,可播送并
记录电源信息。
➢操作设定功能
可预设工作日开/关机时间;
可设定特别日、节假日的特殊开/关机时间;
➢网络监控功能
可远程UPS监控
故障自动拨打寻呼
2、SNMP网络适配器
SNMP适配器会将任何UPS的讯息转换成SNMPMIBII兼容规格的讯息,通过网路〔甚至经Internet
作跨国连线〕,传给相关的;用户通过浏览器可对Internet上的UPS进展。
A、在网络上任意经授权的效劳器或工作站都可实现对UPS的远程监控;
B、在线运行参数即时显示功能,可以图形或数字方式在监控机上显示UPS输入、输出电压,负载情况,
电池容量,机温度,市电频率,以及UPS的根本信息和工作状态;
C、自动侦测市电中断和UPS部异常状态,能在线发送告警信息,网管人员可根据传来的信息得知事件
发生,及时发现电源问题并进展正常的处理;
D、可设定电池的自动测试功能并发送电池损坏信息,以便及时更换电池,防止因此引起的断电事故;
E、记录并分析历史数据,可对当地电网情况作综合评价,可打印资料和记录档案;
F、记录事件发生的时间及容,便于UPS的维护和维修;
G、可设定每周的定时开关机时间;
H、可设定特别日、节假日的自动开关机功能;
.z:.
-
I、可实现对UPS的远程开、关机功能;
J、可实现对SNMP适配器的在线修改功能〔重新设置〕。
当然,并非所有的用户都能获得全部的功能,有些功能只能由拥有特定地址和密码的网管人员才能进
展,这些权限将在初始化时进展设定。
.z