UPS電源供電系統方案可用性分析

2021-01-14 電子產品世界

　　對供電系統可用性進行量化分析的方法，並針對兒種典型的供電方案做出定量的分析計算。在量化的過程中，確定符合實際情況的假設、正確地列出可用性數學模型、準確地有根據地選取各子系統的可靠性和可維護性參數等，都是非常重要的。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/265169.htm

　　分析中用到的假設和規定

　　為了方便分析，首先對在分析中可能遇到的不可見因素做出必要的假定和規定，並對在各種系統結構中通用的設備和環節的子系統可用性作出定量的分析。

　　大多數情況下，用戶是從供應商處獲取產品的MTBF值，但不帶有任何用於證實這些數值的相關數據。當查看多個系統的MTBF時，了解分析所用的隱含假設和可變因素(特別是定義故障的方式)非常重要。比較時若忽視了這一點，比較結果出現偏差的可能性就會變大，可能會出現500%或更高的偏差。最終可能導致不必要的業務支出或者意外停機。一般來說，必須有明確的可變因素定義、假設定義以及故障定義，才可以比較兩個或更多系統間的MTBF值。即使兩個MTBF值看起來很相似，仍然有比較結果出現偏差的可能。因此，必須弄清MTBFF結果後面隱含的內容，並仔細研究和領會這些數值所包含的含義。

　　1、產品功能、應用範圍的界定

　　在比較兩個或更多MTBF之前，驗證被比較的兩個產品是否是同類非常重要。被比較的產品必須在功能、性能及應用方面相同或相似。如果被比較的產品是UPS，則產品功能就是為所連接的負載提供備用電源。此產品的用途可能是用來支持數據中心環境中的關鍵IT負載。如果沒有相似的應用。就不可能進行公正的MTBF較。例如，對工業用途和IT用途的UPS進行比較是不切合實際的。

　　更重要的是，MTBF比較中所用系統的邊界必須等同。如果各個系統的定義方式不同，那麼不可避免地會出現比較偏差。以使用外部電池的UPS系統為例，某些供應商可能選擇不包括由這些電池導致的故障，因為他們位於系統"外部"，不是系統的一部分。其他供應商可能選擇包括電池故障，因為這些電池是系統運轉的必要組件。其他可能導致不一致邊界的組件包括輸入和輸出電路斷路器、旁路系統、保險絲和控制系統。用戶應該向供應商諮詢MTBF計算中應包括哪些組件或子系統，不應認為所有供應商定義系統的方式都相同。

　　2、故障定義

　　如果兩個可比較產品間的故障定義不同，那麼進行故障分析就像比較蘋果和橙子一樣毫無意義。因此，要進行有效的MTBF比較，一項基本任務就是準確分析每個被比較產品的故障組成。對於MTBF值計算，供應商統計故障時要考慮的問題如下。

　　是否將用戶誤用導致的故障統計在內，設計者可能忽視了許多人為因素，這將導致用戶很容易誤用產品。

　　在電源保護行業中，UPS故障的最常見"定義"是"負載停用"故障。這表示向負載供電超出了可接受範圍，導致了負載停止運轉。不過，是否將由供應商維修技術人員導致的負載停用也統計在內?產品設計本身是否有提高風險程序出現故障的可能性?

　　如果計算機上的LED出現故障，是否屬於故障(雖然它沒有影響計算機的運行)?

　　如果耗材(例如電池)的使用壽命比預期的耍短，是否屬於故障?

　　運輸造成的損壞是否屬於故障?這是否能表明包裝的設計不當?

　　是否將重複出現的故障統計在內，也就是說，對於同一用戶使用的同一系統內診斷結果相同的故障，是重複計數還是僅計數一次?

　　安裝過程導致的故障是否統計在內，此故障可能是供應商技術人員引起的?

　　如果用戶沒有購買推薦的維護合同或監視系統，是否將故障統計在內?

　　如果地震導致建築物損害，使得系統出現故障，是否將故障統計在內或將其視為"天災"?

　　是否將系統外某些組件的故障統計在內，對於UPS系統，系統外組件可能是電池或旁路開關?

　　如果出現連鎖故障，導致後續系統停機，是將每個系統的故障部統計在內還是僅統計第一個系統的故障?

　　要明確地規定故障內容和分清故障責任是件繁瑣的事情，所以就數據中心機房UPS供電系統而言，通常是概括地或者原則性地把造成以下事故的電源系統組件的任何問題定義為故障:

　　部分或整個系統停機，或系統運營達不到標準水平;

　　用戶設備對供電的性能不可接受:

　　電氣保護繼電器動作或電氣系統處於緊急運行狀態下;

　　任何電路或電氣設備斷電。

　　但以下暫態過程和可能的故障情況不予考慮:

　　兩路市電轉換時或市電與柴油發電機系統轉換時，有短時間(ATS轉換)斷電問題;

　　柴油發電機系統啟動時的啟動成功率問題;

　　交流輸入完全斷開時，電池供電的成功率問題;

　　柴油發電機系統啟動時間過程中斷電問題等。

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