提高UPS系统给服务器等重要负载供电的可靠性.pdfVIP

如何提高网络效劳器等重要负载供电的可靠性 HOW TO IMPROVE THE RELIABILITY OF THE POWER SUPPLY OF THE IMPORTANCE LOADS SUCH AS THE NETWORK SERVER 关键词：UPS 网络效劳器 冗余设计 可靠性分析 摘要：网络效劳器等重要负载供电的可靠性不仅取决于UPS、配电线路、效劳器设备电源的可 靠性，而且还取决于冗余设计的可靠性。因此科学地选择 UPS 设备的类型、容量、冗余方式 对于提高供电的可靠性具有非常重要的意义。文章通过图表分析、公式计算等通俗易懂方式 详细阐述了单套 UPS 系统 n+1、1+n、n+m 冗余电路的可靠性；两套 1+1 并机冗余 UPS 系统输 出双路总线、双路零切换全冗余电路的可靠性，深入浅出地给出了各种设计方案的可靠度分 析和计算方法，可供电源设计时参考使用。 众所周知，当今社会和经济生活对信息网络的准确度和时效性的要求越来越高，从某种 意义上讲，信息就是效率和财富。所以对于电信、金融、证券等行业的网络效劳器等重要负 载而言，一旦出现电源中断故障，就可能造成巨大的经济损失，所以网络效劳器等重要负载 供电的可靠性已经成为信息网络平安的首要问题。 一、 可靠性概述 可靠性的指标之一是可靠度 R 〔t〕，它是指产品在规定的条件下，在规定的时间内、产 品完成规定功能的概率。它是时间的函数，记作R(t)。显而易见，可靠度 R 〔t〕是时间的概 率分布函数，表示产品在时刻0处于完好状态时，从0时刻到时刻t的时间间隔内正常工作的概 率。 { R 〔t〕=P(Tt) } 〔公式1〕 可靠度 R 〔t〕的时间分布曲线如图1。 图1 众所周知，产品的可靠性随着工作时间的延长而越来越小。由图1可见：当t=0时，R(0)=1;当 t=∞时，R(∞)=0。我们把t时刻尚未失效的产品，在该时刻后的单位时间内发生失效的概率 与t时刻尚未失效的产品数之比称为瞬时失效率(FailureRate)，用  (t)表示，简称失效率。 它反映电源系统或设备在t时刻失效的速率,也称为瞬时失效率。电源系统或设备的失效率 (t)遵循下面的浴盆曲线： 1 〕 t〔 λ 率 效 失 时 瞬 使用寿命 规定的 失效率 时间 t 早期失效期 偶然失效期 损耗失效期 图2 电源系统或设备在运行初期的故障失效率 λ〔t〕较高，如图2，主要是由于设计缺陷、 元器件质量、制造技术、安装调试问题等方面产生的系统故障，一般成批出现，称为早期失 效期。设备出厂前进行整机检验和环境老化处理是预防早期失效的主要方法。早期失效的问 题全部发现和解决后，电源系统或设备失效率 λ〔t〕迅速下降，趋于稳定，一直到寿命后期 的故障高发阶段为止，很少发生失效，故障的产生原因具有随机性，这个期间叫做偶然失效 期。在偶然失效期内，失效率 λ〔t〕近似为常数 λ，这一阶段是电源系统或设备的可靠工 作期，也是最正确状态期，电源系统或设备的使用寿命主要取决于这一阶段的时间。电源系 统或设备在偶然失效期内的失效服从指数分布，其可靠度：  R （t） e t 〔公式2〕 偶然失效期也决定着产品的寿命。对可维修产品而言，其平均寿命是指两次故障间的时 间平均值，称平均故障间隔时间，用 MTBF 表示〔M