当前位置:首页 >> >>

简介1 可用性及MTBF_图文

www.mgeups.com

技术交流会:银行系统研讨会

UPS电源系统 的 可用性及MTBF

梅兰日兰电子(中国)有限公司





? 一、可用性的概念 ? 二、可用性的配置 ? 三、由STS组成的

最高可用性供电系统

2013-2-21

2

一、可用性的概念 ? 为什么人人都在关注电力可用性?
>供电系统故障原因的分析:

15 %

20 % 20 %

45 %

供电故障 人为误操作 设备故障 异常脱扣

2013-2-21

3

一、可用性的概念
?什么是电力可用性?
> 电力可用性:即电力供配电作为一个整体所提供的电力,其质量能 够达到满足负载需求的概率。

可用性 (%) = (1 -

MTTR MTBF

) x 100

式中: MTBF: 平均故障间隔时间 MTTR: 平均故障修复时间

2013-2-21

4

一、可用性的概念
? 平均故障间隔时间Mean Time Between Failures: >字面直译为“平均故障间隔时间”,有时通俗地称为 “平均无故障时间” >在30°C时参照下述的标准:
? ?

MIL-HDB-217-F level 2 (美国军用标准) IEEE (美国电力电子工程师协会)

>市电的平均故障间隔时间:MTBF = 96小时

? 平均故障修理时间Mean Time To Repair:
>按照一般公认的标准:MTTR = 10小时

2013-2-21

5

一、可用性的概念
平均时间的概念: 可用性 =(MTBF- MTTR)/ MTBF
MTBF MTBF

MTTR

MTTR

时间 第一次 故障 修复 第二次 故障 修复 第三次 故障 修复

修理或 维修周期

其中:MTTR : Mean Time To Repair平均修理时间
MTBF : Mean Time Between Failures平均故障间隔时间

(习惯俗称为:平均无故障时间)
2013-2-21 7

一、可用性的概念
?怎样提高电力可用性?
> 通过降低 MTTR (平均故障修复时间)
? 实时故障检测 ? 全面精确的诊断 ? 专家级的快捷修复服务

可用性 (%) = (1 -

MTTR
) x 100 MTBF

2013-2-21

9

一、可用性的概念
? 怎样提高电力可用性?
> 通过增加 MTBF (平均无故障时间)
? 增强设备自身的可靠性 ? 采用故障容错的结构:

- 设备级的容错 - 整套装置系统的容错

可用性 (%) = (1 -

MTTR

) x 100

MTBF

2013-2-21

10

一、可用性的概念
?怎样提高电力可用性? >设备级的故障容错…. >以 UPS为例
? ?

自动旁路 - 发生故障时,自动将负载从逆变器切换到旁路供电; 手动旁路 - 为了安全维护 (使UPS不带电),无须中断负载的供电。
手动维护旁路 自动旁路

旁路交流输入

主电源交流输入

2013-2-21

11

一、可用性的概念
? 怎样提高电力可用性? >系统级的故障容错…. 1、输入电源的冗余(UPS上线) 2、UPS的冗余 3、配电系统的冗余(UPS下线)
用STS提高可维护性; ? 用STS消除故障扩散的危险; ? 用STS优化电源的冗余性。
?

1

2

3

2013-2-21

14

一、可用性的概念
? 怎样提高电力可用性? >建立高质量的电源体系:
? ?

按照用户的实际需求选择适当的电力系统配置 考虑到下述维修的需要: – 电力系统 – 电缆线和配电柜 – 服务器、实时处理设备 – 设备的安装现场

? ?

考虑到未来可能的系统升级 考虑到系统故障和崩溃的危险性

2013-2-21

15

一、可用性的概念
? 怎样提高电力可用性?
>什么是关键的因素?
?

可靠性和可用性 – 电源体系与用户需求相一致 可维护性 – 使维护更简单、更安全,尽量降低平均维修时间MTT 可增容性 – 增加系统的冗余度 – 增加系统的供电容量或后备时间 鉴别和消除故障的扩散 – 对负载进行分割,消除“单点故障”的可能 – 消除所有故障扩散的危险性 运行和管理 – 使现场运行更简单 – 可以监视所有的设备

?

?

?

?

2013-2-21

16

一、可用性的概念
怎样提高电力可用性?--最终实现“最高可用性”
用户需求分析

从99.9%
制定技术规范 ?可用性 更新设计 详细设计

市电

?可维护性
?可增容性 ?可管理性

配电

?EMC 进行方案设计

方案评估、沟通

设备

风险降到 最低! 就是投资节省!

到99.9999…%
2013-2-21

18

二、可用性的配置

? 两种电源体系
> 单电源供电体系
?

全部负载由单一的UPS供电





? 多电源供电体系
> 负载由多台多路UPS供电
?

这是一种没有“单点故障” 的分布式供电的解决方案

负 载

2013-2-21

19

二、可用性的配置--单电源供电体系
?单机 UPS
> 电源的可用性:
? ?

负 载
99,99790.%
供电系统的MTBF= 475 000小时 通过机内维修旁路进行维护 可对负载供电,但没有保护性 Galaxy PW, Galaxy 3000可升级到4台并联 Galaxy可升级到6台并联 高可用性供电方案的基础

> UPS 的可维护性:
? ?

> 可增容性:
? ?

> 应用:
?

可用性
X---

可维护性
X---

可增容性
X---

2013-2-21

20

二、可用性的配置--单电源供电体系
?具有N+1冗余的 模块化并联系统
? ?

负 载 >电源的可用性:
最高达 99,99947.%
最高可达4倍的单机平均无故障时间 维修时系统连续运行 负载的供电受到保护 Galaxy, Galaxy PW, Galaxy 3000可增容到4台 现场增容可达 600 kVA

>系统的可维护性:
? ?

>可增容性:
?

>应用:
?

可用性 XX--

可维护性 XX--

可增容性 XX - -

2013-2-21

21

二、可用性的配置--单电源供电体系
?具有公共静态旁路柜 的N+1冗余并联系统
? ?

负 载
最高达 99,99968% 最高可达 6.5倍的单机平均无故障时间 UPS维修: 系统可连续运行,负载供电受到保护 公共旁路维修: 负载可连续供电但不受保护 Galaxy系列可达6台 集中供电最大可达 4 MVA

>电源的可用性:

>系统的可维护性:
? ?

>可增容性:
?

>应用:
?

可用性 XXX-

可维护性 XX--

可增容性 XX--

2013-2-21

22

二、可用性的配置--单电源供电体系
? N+1冗余并联时:
负 载

> 两台UPS的冗余并联具有最高的 MTBF

7
6 5 4 3 2 1

MTBF的改善系数

模块化直接 并联的 UPS
1 2 3 4

公共旁路 并联的 UPS
5 6

0

并联的 UPS台数

2013-2-21

23

二、可用性的配置--单电源供电体系
?具有双静态旁路柜 的N+1冗余并联系统
? ?

负 载 >电源的可用性:
最高可达 99,99968%
最高可达 6.5倍的单机平均无故障时间 UPS 或公共静态旁路维护:系统可连续运行, 负载供电受到保护 Galaxy系列可达6台 两个静态旁路柜是独立的 改善静态旁路的可维护性

>系统的可维护性
?

>可增容性
?

>应用
? ?

可用性 XXX-

可维护性 XXX-

可增容性 XX- - -

2013-2-21

25

二、可用性的配置--单电源供电体系
?隔离式的冗余系统
负 载 >电源的可用性:
?
?

最高可达99,99970%
最高可达 6.8倍的单机平均无故障时间 主机UPS在静态旁路或维修旁路上运行 负载的供电受到保护 可在现场改善供电的可用性

>系统的可维护性:
? ?

>应用:
? ?

即使非梅兰日兰UPS也可采用这种配置

可用性 XXXX-

可维护性 XX--

可增容性 XX - -

2013-2-21

26

二、可用性的配置--多电源供电体系
?N+1 隔离冗余系统
负 载 >电源的可用性:
? ?

高达 99,99970% 最高可达 6.8倍的单机平均无故障时间 故障UPS运行在旁路 负载供电受到保护 系统的增容不受限制 实现较困难

>系统的可维护性
? ?

>可增容性
? ?

>短路故障的扩散
?

在各UPS之间不会发生
UPS可以是不同的类型
防故障扩散 XX-易于操作 X- - -

>应用
?

可用性 XXXX

可维护性 XX - -

可增容性 XXX -

2013-2-21

27

二、可用性的配置--多电源供电体系
?具有STS的分布 式冗余系统
负 载 >电源的可用性
? ?

高达 99,9999...% 最高可用性的配置 维修可在安全无电的情况下进行 最大的安全服务保证 系统的增容不受限制 在各部分负载之间不会发生 最有效的解决方案 365天 X 24小时的最高可用性
防故障扩散 XXXX 易于操作 XXXX

>系统的可维护性
? ?

>可增容性
?

> 短路故障的扩散
?

>现场操作和管理
?

>应用
?

可用性 XXXX

可维护性 XXXX

可增容性 XXXX

2013-2-21

28

二、可用性的配置
各种电源供电体系的比较
? 单电源体系
可用性 可维护性 X--XX - XX - XXX XX - 可升级性 X--XX - XX - XX - XX - -

单机UPS //冗余
//冗余 +SSC // 冗余 +2 X SSC 隔离冗余

X--XX - XXX XXX XXXX

? 多电源体系
隔离冗余 分布冗余
可用性 XXXX XXXX 可维护性 XX - XXXX 可升级性 XXX XXXX
防故障扩散

XX - XXXX

易于现场操作 X--XXXX

2013-2-21

29

三、由STS组成的最高可用性供电系统
?具有STS的分布式冗余系统 ? 静态切换开关STS可应用于:
> 由不同的电源系统组成的冗余配置中:
? ? ?

不同类型的UPS系统; 市电+柴油发电机+UPS的组合; 多路市电+UPS的组合。

> 将负载分割重组供电。 > 在系统的任意位置上改善可靠性。

2013-2-21

30

三、由STS组成的最高可用性供电系统
?具有STS的分布式冗余系统
> STS是实现最高可用性的最理想解决方案

> 双电源负载通过STS可获得四路供电的可能:
2
1
?

三路电源同时发生故障的概率几乎为零

> 每一级的供电都具有冗余的保证:
?

配电柜PDU;
静态切换开关STS; 不间断电源UPS; 同步控制器Synchron-module。

4 3

? ? ?

2013-2-21

31

三、由STS组成的最高可用性供电系统
?具有STS的分布式1+1冗余系统运行举例
必须考虑到供电系统中的任意一个环节进行维护和发生故 障的可能性,例如变压器、UPS、配电柜、电缆等

电源1 200 kVA

停机 50%

100% 50%

电源 2 200 kVA

STS 故障或 维修时 STS
200 kVA 双电源负载

2013-2-21

32


更多相关标签: