摘要:随着电力企业自动化程度的不断提高,各种计算机设备对电源的依赖性越来越强,同时也对电源的质量和安全问题提出了更高的要求。文中介绍了云和县电力局中心机房UPS供电系统的实际使用情况,分析了该双机冗余单总线方案中存在的单点瓶颈故障隐患,并从优化供电拓扑配线结构的角度,给出了双机双总线和双开关三单机双总线两种优化方案,同时就供电可靠性、可行性、改造复杂程度等方面对两种方案在理论上进行了分析比较。 |
(2)电源输出。由于双机冗余的单总线输出结构,无论是单电源输入的负载,还是双电源输入的负载都被连接在同一条UPS的输出总线上,并没有其它的冗余供电通道,从而在输出端形成了“单点瓶颈”故障隐患。特别是UPS设备运行当中,如果出现设备或其他故障,影响到并联输出端时,致使UPS并机系统出现闪断甚至停电情况,那么也将导致设备负载全停。
2 提高系统可靠性的措施
为了提高信息机房供电系统的运行可靠性,一般采用的方法有两种,即供电系统的冗余连接和负载设备的双电源或三电源冗余输入。这可从可用性表达式中看出
式中的A(Availability)表示的是可用性,其含义是在整个规定运行时间中,可靠供电时间的比例;MTBF是表示设备可靠性的平均无故障时间,其含义是平均多长时间不出故障;MTTR表示的是平均修复时间,其含义是电源所有故障维修时间之平均值。
从式(1)中可以看出,提高系统可用性有两个途径:提高电源的平均无故障时间和缩短平均修复时间。经过分析总结,可以通过以下几个方面提高UPS可靠性。
(1)元器件的选用;
(2)UPS的拓扑结构;
(3)UPS的制造工艺;
(4)冗余技术。
一般情况下,当机器的质量达到一定程度后,再增大平均无故障时间的代价较大,而且效果也不太显著(因为不能将平均无故障时间做到无穷大)。然而缩短平均修复时间的效果却比较明显,如果平均修复时间缩短为零(这种可能性是存在的,而且也不难实现),那么可用性就是100%。
3 优化方案
对于云和县电力局中心机房供电系统而言,UPS设备已存在,实际使用过程中,通过升级UPS元器件和提升设备制造工艺来提高系统的可靠性已不现实,如果能从UPS的冗余技术入手,适当调整系统配线结构,设计更佳的配电拓扑方案,使设备在发生故障时尽可能地缩短平均修复时间,甚至具有一定的“自愈”能力,那么整个UPS系统的可靠性将得到进一步提高。
3.1 双机双总线供电系统
通过上述分析,不管在市电输入端还是在UPS输出端,双机冗余单总线供电方案中的“单点瓶颈”主要原因还是由于只有一条总线,如果能合理地增加一条冗余通道,提高系统关键点的复用性,那么问题就可迎刃而解。
(1)市电输入。在原有设备的基础上,增加一组ATS转换设备,即使在一组ATS发生故障不能转接的情况下,另外一组ATS也能照常工作,至少能为一台UPS提供市电输入,如图3所示。
(2)UPS输出。考虑到云和县电力局机房UPS供电系统总体负载不大,可以将两台并联的UPS分开,使其单独出线,形成两条总线为设备供电,即所说的双机双总线供电系统。