简介1 可用性及MTBF

梅兰日兰电子（中国）有限公司UPS电源系统的可用性及MTBF技术交流会：银行系统研讨会2020/1/212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目录2020/1/213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：异常脱扣设备故障人为误操作供电故障45%15%20%20%一、可用性的概念2020/1/214式中：MTBF:平均故障间隔时间MTTR:平均故障修复时间MTTRMTBF可用性(%)=(1-)x100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。一、可用性的概念2020/1/215平均故障间隔时间MeanTimeBetweenFailures: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-Flevel2(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MeanTimeToRepair：按照一般公认的标准：MTTR=10小时一、可用性的概念2020/1/217可用性=（MTBF-MTTR）/MTBF修理或维修周期时间MTTRMTTRMTBFMTBF第二次故障第三次故障修复第一次故障修复修复其中：MTTR:MeanTimeToRepair平均修理时间MTBF:MeanTimeBetweenFailures平均故障间隔时间（习惯俗称为：平均无故障时间）平均时间的概念：一、可用性的概念2020/1/219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MTTRMTTRMTBF可用性(%)=(1-)x100一、可用性的概念2020/1/2110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MTBFMTTR可用性(%)=(1-)x100MTBF一、可用性的概念2020/1/2111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。自动旁路手动维护旁路旁路交流输入主电源交流输入一、可用性的概念2020/1/2114312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。一、可用性的概念2020/1/2115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一、可用性的概念2020/1/2116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一、可用性的概念2020/1/2118用户需求分析制定技术规范进行方案设计方案评估、沟通更新设计详细设计可用性可维护性可增容性可管理性EMC风险降到最低！就是投资节省！怎样提高电力可用性?--最终实现“最高可用性”一、可用性的概念到99.9999…%从99.9%市电配电设备2020/1/2119两种电源体系单电源供电体系全部负载由单一的UPS供电负载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二、可用性的配置2020/1/2120电源的可用性：99,99790.%供电系统的MTBF＝475000小时UPS的可维护性：通过机内维修旁路进行维护可对负载供电，但没有保护性可增容性：GalaxyPW,Galaxy3000可升级到4台并联Galaxy可升级到6台并联应用：高可用性供电方案的基础X---可用性可维护性X---X---可增容性负载单机UPS二、可用性的配置--单电源供电体系2020/1/2121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系统的可维护性：维修时系统连续运行负载的供电受到保护可增容性：Galaxy,GalaxyPW,Galaxy3000可增容到4台应用：现场增容可达600kVAXX--可用性可维护性XX--XX--可增容性具有N+1冗余的模块化并联系统负载二、可用性的配置--单电源供电体系2020/1/2122电源的可用性：最高达99,99968%最高可达6.5倍的单机平均无故障时间系统的可维护性：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可增容性：Galaxy系列可达6台应用：集中供电最大可达4MVAXXX-可用性可维护性XX--XX--可增容性具有公共静态旁路柜的N+1冗余并联系统负载二、可用性的配置--单电源供电体系2020/1/2123N+1冗余并联时:两台UPS的冗余并联具有最高的MTBF01234567123456并联的UPS台数MTBF的改善系数模块化直接并联的UPS公共旁路并联的UPS负载二、可用性的配置--单电源供电体系2020/1/2125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系统的可维护性UPS或公共静态旁路维护：系统可连续运行，负载供电受到保护可增容性Galaxy系列可达6台应用两个静态旁路柜是独立的改善静态旁路的可维护性XXX-可用性可维护性XXX-XX---可增容性具有双静态旁路柜的N+1冗余并联系统负载二、可用性的配置--单电源供电体系2020/1/2126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系统的可维护性：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应用：可在现场改善供电的可用性即使非梅兰日兰UPS也可采用这种配置XXXX-可用性可维护性XX--XX--可增容性隔离式的冗余系统负载二、可用性的配置--单电源供电体系2020/1/2127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系统的可维护性故障UPS运行在旁路负载供电受到保护可增容性系统的增容不受限制实现较困难短路故障的扩散在各UPS之间不会发生应用UPS可以是不同的类型可用性可维护性可增容性防故障扩散易于操作X---XX--XXX-XX--XXXX负载N+1隔离冗余系统二、可用性的配置--多电源供电体系2020/1/2128电源的可用性高达99,9999...%最高可用性的配置系统的可维护性维修可在安全无电的情况下进行最大的安全服务保证可增容性系统的增容不受限制短路故障的扩散在各部分负载之间不会发生现场操作和管理最有效的解决方案应用365天X24小时的最高可用性具有STS的分布式冗余系统可用性可维护性可增容性防故障扩散易于操作XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX负载二、可用性的配置--多电源供电体系2020/1/2129单电源体系多电源体系XX--XX--XX--XXX-XX--XX--XXX-XXX-XX--XXXXXX--XX--可用性可维护性可升级性X---X---X---隔离冗余//冗余＋2XSSC//冗余＋SSC//冗余单机UPSXXXXXXXX可用性可维护性可升级性防故障扩散易于现场操作XX--XXXXXXX-XXXXXX--XXXXX---XXXX隔离冗余分布冗余各种电源供电体系的比较二、可用性的配置2020/1/2130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。具有STS的分布式冗余系统三、由STS组成的最高可用性供电系统2020/1/2131STS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：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。1234具有STS的分布式冗余系统三、由STS组成的最高可用性供电系统2020/1/2132故障或维修时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1200kVA电源2200kVA50%50%100%停机STSSTSSTS200kVA双电源负载三、由STS组成的最高可用性供电系统