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UPS电源系统的可用性设计

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UPS电源系统的可用性设计

发布日期:2020-09-15 作者: 点击:

UPS电源系统的可用性设计  

直流电源柜从UPS电源系统的可用性概念出发,对UPS内部的设计,UPS系统的配置以及相关配电结构进行分析,给出了UPS系统提升可用性的方法。  

UPS电源是工业领域用来对负载进行断电保护的关键设备。对于断电保护,针对不同的负载应用,又有两种类型。一种是普通的电脑类设备,当断电发生时,UPS电源需要为负载提供几分钟到十几分钟的后备供电时间。在这段后备时间之内,负载设备会进行数据存储等动作以防数据丢失,之后负载就会关机。在UPS达到后备时间之后负载仍然会断电,但这不会导致经济损失。另外一种是在数据中心,以及工业应用之类的场合,对UPS的要求就是真正的不断电,UPS系统必须提供整年每天24小时的连续供电。本文对可靠性与可用性的讨论就是针对这种情况。  

电源系统的可靠性通常可以使用MTBF(平均故障间隔时间,或者平均无故障工作时间,以小时表示)来表示,此外还有一个更加容易理解的指标AFR(年失效率)。AFR和MTBF成反比关系,也就是AFR=8760/MTBF。因此MTBF越长,则年失效率越低。 

直流电源柜

 

直流电源柜对于可维修的系统来说,还有一个可用性的指标,其定义是A=MTBF/(MTBF+MTTR)  

其中A是一个百分比指标,MTTR值得是平均故障修复时间。如果系统出现故障时可以非常快速的恢复,那么系统的可用性指标就比较高。对于电网这类对象来说,使用可用性指标可以更加直观的衡量其可靠程度。而对于在关键场合经常使用并联冗余配置来说,可用性指标比可靠性指标更具有现实意义。  

可靠性/可用性指标都是统计意义上的概念,一个电源系统的可靠性/可用性与构成系统的各个模块的可靠性/可用性之间也存在统计意义上的关联。  

假设电源系统中存在两个电源模块,而这两个模块是并联工作的,其中一个和另外一个是互相独立的。  

那么这两个模块组合起来的系统的可用性Asys与每个模块各自的可靠性A1,A2的关系就有Asys=A1×A2  

由于可用性肯定是处于0~1之间的数值,因此两个并联模块的总体可用性要高于各自的可用性,而两个串联模块的可用性要低于各自的可用性。

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