UPS供電系統的可靠性和”可利用率”

2019-11-03 10:01:07

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　　----如何為信息網絡配置具有最佳性價比的UPS供電系統(一)李成章
(中科院計算所,艾默生網絡能源公司)
　　UPS逆變器電源的平均無故障工作時間(MTBFI)的高低是判斷UPS選型是否合理的最重要的指標之一。在分析UPS的”失效率”時，不宜簡單地釆用總失效率=各元件、部件的失效率的”疊加和”或失效率的”乘積”的分析辦法。在UPS逆變器電源的”總失效率”中、其中52.3%的故障是由IGBT管的驅動電路+ IBGT功率模塊的”失效”所造成的。當我們在評估信息網絡機房的”可利用率”時，推薦利用信息網絡的”可利用率”Vai=MTBF/(MTBF+MTPF+MTTR)來進行分析(總工作時間=網絡的有效運行時間+”網絡癱瘓”時間+ UPS供電系統的平均維修時間MTTR)。

　　(1) 能否確保信息網絡的數據安全是衡量UPS供電系統的設計是否合理的關鍵指標之一

　　在當今的市場經濟條件下, 人們對信息網絡的依賴程度是如此之高,以致于任何公司/企業如果長期游離于”網絡經濟”之外,它將極易在激烈的市場競爭中被淘汰. 在此背景下,越來越多的公司為獲得最大化的利潤，高市場占有率和增強對市場的快速響應能力。政府機構為提高管理水平及辦事效率而大力推進電子政務等。所有這一切都需要利用信息網絡來及時、準確地處理/交換/分享的信息資源. 眾所周知: 對于當今的社會和經濟生活來說, 對由”信息網絡”所處理的種種信息資源的”準確度”和”時效性”的要求是加此之高. 那怕是僅”幾批數據”的錯誤傳送或僅幾秒鐘的”網絡癱瘓”事故的發生,均會給相關的企業及其用戶的正常經營/業務活動帶來不應有的損失. 從某種意義上講,信息就是辦事效率/財富/金錢. 近年來, 由于”網絡癱瘓”而引發的種種”商業糾紛”和”顧客投訴”等不幸事故、時有發生。例如，對于金融、證券/電信行業/工業自動化生產線等重要用戶而言，那怕是出現0.5—1小時的”網絡癱瘓” 的事故時，就有可能造成從幾十萬到幾百萬元的經濟損失。其中，由于”電源問題”給信息網絡的安全運行所可能帶來的典型故障隱患有：

　　(a) 明顯的”網絡癱瘓”故障：

　　● 由于長時間”供電中斷”所造成的信息網絡設備關機(宕機);

　　● 由于在供電電源的上出現”瞬態高壓浪涌”或”瞬間供電中斷”故障而導致在信息網絡的運行中、產生偶發性的”開機自檢”誤啟動操作;

　　● 因電源”干擾”或”零線對地線電位”過高所造成的網絡設備的”死機”故障(注：對于此時的網絡設備而言，它既沒有出現過”硬件損壞”事故，也沒有出現過”停電”事故)。顯而易見：在信息網絡的運行中、一旦遇到上述故障之一時,都會因網絡的操作系統遭到破壞而導致出現”網絡癱瘓”故障。

　　(b) 隱型的”網絡癱瘓” 故障：

　　因供電系統的干擾過大、”零線對線地”的電位偏高、接地系統設計/布線不合理而導致網絡設備的”誤碼率”增高,并進而導致信息網絡出現邏輯操作錯、運行速率下降和數據”吞吐量”減小等弊端。由此所帶來的惡果是:造成工作效率的下降/公司利潤的減少。

　　由于普通的市電電源存在市電停電、過壓/欠壓、頻率突變、高能瞬態浪涌、各種電磁干擾等電源問題，它難于確保信息網絡的安全運行。正因為如此, 當今的信息網絡幾乎毫無例外地都選用UPS來作為IT設備的供電電源，以便為信息網絡能高速、可靠、不間斷地運行創造出優良的運行環境。在此條件下,有時會產生這樣一種誤解:只要選用UPS電源/”N+1”型UPS冗余供電系統就能確保不會發生”網絡癱瘓”/數據丟失的事故. 然而,事實并非完全如此。如果由于UPS機供電系統的設備選型不當,設計方案和接地系統考慮欠妥、仍會而留下的種種”網絡癱瘓”故障隱患。為了能合理地規劃、設計和配置出具有高”可利用率”的UPS供電系統，有必要充分地理解它的平均無故障工作時間(MTBF)、平均修復時間(MTTR) 和可利用率(Avialability),以便盡可能地設計出具有最佳性價比的UPS供電系統。

　　(2) 如何正確地理解UPS供電系統的可靠性和”可利用率”

　　2.1) UPS單機的平均無故障工作時間(MTBF)

　　在UPS供電系統中，我們常用平均無故障工作時間(MTBF)來評價UPS電源的可靠性。它代表的物理含義是:從UPS投入運行起，直到因UPS供電系統中的某個關鍵器件”出故障”,并最終導致在其輸出端出現”停電”故障時為止的平均工作時間。顯而易見, UPS的MTBF值越大越好。其大小不僅受控于UPS中的各種元件和部件的失效率(λ),還受控于UPS設計方案和制備工藝。這就意味著：即使UPS廠家釆用的是相同的元器件。然而，由于設計方案和制造工藝的不同、也會導致不同的UPS具有不同的失效率(λ)的情況發生。平均無故障工作時間(MTBF)與失效率(λ)之間的關系為:MTBF=1/λ

　　如圖1所示，在最常用和最可靠的帶”輸出隔離變壓器”的雙變換、在線式UPS電源中、有如下3條供電通道:

　　● 逆變器供電通道：由輸入交流電源、整流器(電池)、逆變器、輸出隔離變壓器、輸出靜態開關/斷路器開關等所組成的UPS逆變器供電通道;

　　● 交流旁路供電通道：由輸入交流電源和旁路”靜態開關”等所組成的UPS交流旁路供電通道

　　● 維修旁路供電通道：由輸入交流電源和手動維修旁路開關所組成的UPS維修旁路供電通道。

　　因此，對于1臺UPS單機電源來說，它有兩個平均無故障工作時間(MTBF)值:

　　(a) UPS逆變器的MTBFI：它代表當UPS被置于”不帶交流旁路”工作狀態下運行時，從UPS投入正常工作時起、到因故致使UPS的逆變器進入”自動關機”，并造成UPS輸出”停電”時的平均無故障工作時間。

　　從某種意義上講、對于不允許出現”網絡癱瘓”故障的關鍵性網絡來說(例如:政府的電子政務和軍事網控系統、電信企業的收費系統、石化和IC生產線、銀行的交易和營業系統、交通管理和售票系統等), 是不允許它們所用的UPS進入”交流旁路(包括交流靜態旁路和維修旁路)”工作狀態的。這是因為：在此條件下，一旦在不輸入電源出現過”瞬間供電中斷”時間超過20毫秒以上的”閃斷”故障時、就會造成”網絡癱瘓”故障的發生。因此，對于信息網絡時代的UPS而言，這個MTBFI參數是判斷UPS選型是否合理的最重要的指標之一。

　　(b) UPS單機的MTBF(它意味著：此時的UPS是運行在“帶交流旁路”的工作狀態下): 它表示在UPS因故進入”逆變器自動關機”狀態時、并被自動切換到交流旁路工作狀態后，又遇到輸入電源因故出現”停電”事故或因旁路”靜態開關”失效而導致UPS電源進入”輸出停電”故障的平均無故障工作時間。顯然，這個MTBF值大小不僅與UPS的質量高低有關，還與市電電網的”停電幾率”密切相關。

　　對于那些能容忍出現”網絡癱瘓”故障的用戶來說, 當出現因UPS輸出停電而導致出現”網絡癱瘓”故障時，一般它僅會給用戶帶來”時間的浪費”和工作效率的下降。它既不會給用戶帶來巨大的經濟損失、也不會造成社會生活的局部混亂(例如：供學生練習用的網絡、個人瀏覽用的PC機平臺等)。也就是說，僅對”非關鍵性”的信息網絡用戶來說、才宜于把這個UPS單機的MTBF參數、作為判斷UPS的選型是否合理/產品質量高低的技術指標來使用。

　　對于UPS逆變器電源來說，它的總失效率λ逆變器應該是位于逆變器電源供電通道內所有元器件的失效率之和：λ逆變器=∑λS(i)* A(i);

　　式中： λS(i)是：第i個元器件的失效率； A(i)是：因第i個元器件”出故障”而可能導致UPS逆變器”自動關機”，并轉入”交流旁路供電狀態”的幾率；它意味著：并非位于逆變器供電通道中的仼何部件”出故障”都一定會導致產生”逆變器自動關機”的故障的。

　　1臺UPS單機的失效率λ的數字仿真和計算分析流程圖被示于圖 2中。

　　如該圖所示，UPS的MTBF=1/λ受控于逆變器邏輯控制PC板、整流器邏輯控制PC板、靜態開關邏輯控制PC板、逆變器驅動模塊、直流輔助電源、風扇等部件的失效率。在這里需說明的是：在UPS中、並非在仼何元件”發生”失效”故障時、都一定會導致UPS的故障率增大。例如：為確保位于UPS中的各種控制電路都能獲得具有高”容錯”功能的直流輔助電源供應，在高級UPS中、常釆用由UPS的交流輸入電源及逆變器輸出的交流電源所構成的多路AC/DC變換式直流電源和由蓄電池所產生DC/DC變換式直流電源所共同組成的冗余式直流輔助電源設計方案。顯然，對于這種UPS來說，只有在上述AC/DC及DC/DC變換式直流電源同時”出故障”時、才會造成直流輔助電源的”消失”。因此，從計算程序上、它具有類似”與門”的邏輯關係。因此，在分析UPS的失效率時，不宜簡單地釆用總失效率=各元部件的失效率的”疊加和”或失效率的”乘積”的計算辦法。

　　為說明此問題，現以UPS逆變器電源的平均無故障工作時間MTBFI為例來說明此問題：有關逆變器模塊中的部份”控制元件”的失效率及其影響統計值被列于表1中。從該表可見：

　　● 在UPS逆變器供電通道中、故障率最高的部件是：IBGT功率模塊、IGBT管的驅動電路及微處理器/DSP芯片。在UPS逆變器電源的總失效率中、其中52.3%的故障是由IGBT管的驅動電路+ IBGT功率模塊的”失效”所造成的、10.8%的故障來自微處理器/DSP芯片的失效/誤動作。從這樣的統計數據可見：當我們在設計和選用UPS電源時、提高UPS可靠性的最大潛力到底在何處?

　　● 當位于逆變器供電通道中的微處理器、旁路接口、UPS輸出檢測、DC總線電壓檢測、直流輔助電源、三相負反饋調控電路、IGBT模塊等關鍵部件發生故障時,它們的確會導致UPS逆變器”自動關機”、并轉入交流旁路供電狀態,從而造成UPS的MTBFI值的下降。然而，在逆變器供電通道中、當遇到”退耦電容”失效、DC總線電流檢測、交流旁路電壓檢測電路等”出故障”時，雖然它有可能會導致UPS發出報警信號、但并不會導致UPS進入交流旁路供電狀態。當然，也不會造成UPS產生輸出”停電”的故障。

　　● 從圖1和2可見：位于UPS供電通道中的各部件、并非都處于”串聯”工作狀態。對于UPS的逆變器供電通道與交流旁路供電通道來說，由于它們是處于”并聯”工作狀態的。因此，只有在逆變器”自動關機”/逆變器的輸出靜態開關”失效”、輸入電源停電/交流旁路靜態開關”失效”等故障同時出現時、才有可能造成UPS輸出停電。因此，UPS單機的可靠性(MTFB值)必然是高于UPS逆變器的可靠性(MTBFI值)。

　　表1: 逆變器供電通道中的部份”控制元件”的失效率及其影響

　　下面舉例說明，目前的大型UPS的MTBF值所能達到的水平：

　　● UPS逆變器的平均無故障工作時間(MTBFI)=48,200小時;

　　● UPS單機的平均無故障工作時間(MTBF)=383,400小時(注：市電電網的MTBF是按1000小時來計算的)。

　　● “1+1”型冗余并機系統的MTBF=2,315,100小時。

　　由上式可見：

　　(a)最能反映UPS可靠性的指標應該是逆變器電源的MTBFI值，而不是帶“帶交流旁路”的UPS單機的MTBF值。這是因為在UPS單機的MTBF值的計算中，即使它們的逆變器具有相同的MTBF值，也會因所采用的市電電網MTBF值和UPS的平均修復時間的不同而使得同樣的一臺UPS單機的實際MTBF值相差較大，從而削弱了各種UPS單機的MTBF值的”可比較性”。

　　(b) 采用”N+1”型冗余并機配置設計方案后，可以大大提高UPS供電系統的MTBF值。大量的運行實踐證明：這的確是提高UPS冗余供電系統”可靠性”的行之有效的技術手段。

　　此外，大量的UPS運行實踐表明：所選用的UPS單機的額定輸出功率越大，它的可靠性也越高(MTFB值越大)。UPS單機的額定輸出功率越大，每KVA的平均價格也越低、配電系統所用的電纜數量越少。因此，當我們在規劃、設計IDC機房/電信機房時，應盡可能地選用單臺大容量UPS和釆用集中供電設計方案。這是因為它具有較好的性價比的緣故。

　　• 0.7--10 kVA UPS的MTBF=4--10萬小時;

　　• 15--40 KVA UPS的MTBF=9--22萬小時;

　　• 50--1000 KVA UPS的MTBF=20--40萬小時。

　　2.2) UPS 電源的可利用率Va

　　它表示在UPS運行中，其正常工作時間與總工作時間的比值。一套UPS 供電系統的”可利用率”Va值的大小同時受控于UPS的平均無故障工作時間(MTBF)和它的平均修復時間(MTTR)。

　　Va=MTBF/(MTBF+MTTR)

　　由上式可見: 其中的MTBF值反映的是UPS的可靠性的高低，而它的MTTR值則代表：從UPS供電系統發生故障起、直到維修人員趕到現場，將其修好，并重新將UPS投入正常運行所需的平均修復時間。顯而易見, 這個MTTR值的高低不僅取決于UPS的機柜設計是否具有優良的”可維護性”。而且，還與”維修人員”的技術水平的高低及能否及時地趕到事故現場,備品、備件的供應是否充分等因素密切相關。它并不是能”毫無限制地”被縮短的。顯而易見：UPS的Va值越大，其”可利用率”則越高。為了提高UPS的”可利用率”，我們釆取下述幾種技術途經：

　　(a) 從改進UPS的設計及制備工藝著手來提高UPS的可靠性,以便提高UPS逆變器電源的MTBFI值和UPS單機的MTBF值。

　　(b) 從提高輸入電源的供電”可靠性”入手、以降低在UPS的輸入端上出現的停電”幾率”的辦法來消除UPS在因故轉入”交流旁路供電”狀態時,所可能發生的”輸出停電”故障隱患。常用的技術措施有：

　　● 選用高質量的市電供電電源/”雙總線”冗余輸入供電系統;

　　● 設計具有”選擇性跳閘功能”的輸配電供電系統，防止在由多級斷路器開關所組成的配電系統中發生”越級跳閘”或同時”跳閘”事故;

　　● 在配電系統中、正確地選配”防雷擊、抗浪涌”抑制器等。

　　(c) 從縮短UPS的”停機檢修時間”著手來降低它的MTTR值,以便在UPS出故障后,能在盡可能短的時間內、使它重新恢復正常工作。

　　(d) 釆用”N+1”或”N+X”冗余并機系統設計的辦法來提高UPS供電系統的”容錯”功能。其中，前三種技術措施被用于提高UPS單機的”可利用率”Va。后一種技術措施被用于提高UPS冗余并機系統的”可利用率”Va并機。

　　2.3) 提高UPS 電源的”可利用率”Va的技術途徑

　　表2是UPS單機的可利用率(Va)同平均無故障工作時間(MTBF)和平均修理時間(MTTR)之間的關係表,從該表可見,提高UPS的Va的技術途徑有：

　　● 通過提高UPS的平均無故障工作時間(MTBF)來提高UPS的可利用率Va：

　　在UPS具有相同的平均修復時間(MTTR)的條件下，如果能將它的平均無故障工作時間(MTBF)提高10倍，則可將UPS單機的”可利用率”Va增加一個9。例如：在MTTR=4小時相同的條件下，當UPS單機的MTBF值從4千8小時增加到4萬8千小時，它的”可利用率”可從99.9167% 提高到99.9916%。

　　● 通過提高UPS的平均修復時間(MTTR)來提高UPS的可利用率Va：

　　從表2可見：通過降低UPS的平均修復時間(MTTR)值的辦法，可以使原來具有較低MTBF值的UPS獲得受較高的”可利用率”。例如：對于MTBF值僅為4千8小時的UPS來說,如果將能它的MTTR值從4小時縮短到15分鐘的話，就可將它的”可利用率” 從99.9167% 提高到99.9948%。

　　表2: UPS單機的可利用率(Va1)同平均無故障工作時間MTBF和平均修理時間MTTR的關係

　　按照上述推理,似乎可以得出這樣的結論：相比之下，釆用降低UPS的MTTR值的辦法來提高UPS的”可利用率” 的辦法比釆用提高UPS的MTBF值來提高UPS的”可利用率”的辦法的更加有效。例如：對于MTBF值僅為4千8小時的低質量UPS來說，如果能將它的修復時間縮短(MTTR)到15分鐘的話，這種UPS電源的”可利用率”就能達到選用MTBF為38萬小時的高質量UPS、但修復時間為4小時的UPS的幾乎相同的”可利用率”。在此背景下、人們往往會產生這樣一種的想法,我們與其釆用需要花費很大的人力和物力的辦法來制備出高性能和高可靠性的(大MTBF值)、但成本偏高的UPS單機來提高它的Va值，還不如選用可靠性較低、成本較低的、但降低它修復時間(MTTR)較短 UPS 來提高它的Va值。釆用這種設計方案的典型UPS供電系統是：由小功率電源模塊和小容量的電池模塊所組成的模塊化、陣列式”N+X”型UPS冗余并機系統。有關模塊化、陣列式UPS供電系統的利弊分析將在后續文章中、繼續討論。

　　2.4) 信息網絡時代的UPS的”可利用率”Vai

　　在允許計算機單機或局域網絡處于”間斷的、不連續工作狀態”的時代，對多數用戶來說，當因故造成UPS輸出”停電”、并進而造成計算機或局域網絡停止運行時，僅僅會帶來工作效率降低或工作時間的浪費等不良影響，不會帶來重大的經濟損失。因此，當時在選用UPS時的主要關注點是:一旦UPS發生故障后，如何能在盡可短的時間內將UPS修理好，以便重新恢復正常工作。在此歷史背景下，模塊化、陣列式UPS供電系統因其具有優良的現場”可更換性”、而對某些用戶呈現出相當大的吸引力。這是因為如果選用這種UPS電源的話, 既無需他們去查找UPS”出故障”的原因、也無需花精力去熟悉UPS的工作原理及維護技巧，只要把”有故障的”電源模塊/電池模塊/監控模塊撥出、再將新的相應模塊插入，就能使UPS電源恢復正常運行。

　　然而，對于當今的信息網絡來說，為確保用戶能連續斷地、高效和可靠地在信息網絡上處理/存貯/分享/交換信息資源（數據，語音和圖形等)。它是不允許因UPS”出故障”而出現”網絡癱瘓”事故的。這是因為對當今的信息網絡設備而言，它們所允許的”瞬間供電中斷時間”僅為15-30毫秒(1毫秒=千分之一秒)。否則，就會導致”網絡癱瘓”事故發生。凡是熟悉網絡的人們都知道：一旦出現這種不幸局面，要想讓信息網絡重新恢復正常工作，往往需耗時幾十分鐘到幾小時。基于上述要求，從原則上講、當我們在規劃和建設信息網絡機房時、為它配置和設計UPS供電系統時所追求的設計目標應該是：

　　(a) UPS供電系統必須永遠工作在逆變器電源工作狀態，既不允許它因故被切換到”交流旁路”供電狀態，也不允許它進入”維修旁路”工作狀態。因為只有這樣，才有可能在信息網絡的運行中、消除出現”網絡癱瘓”的故障隱患。為達此目的，應該選用具有高MTBF1值(逆變器的平均無故障工作時間)的UPS單機。

　　(b) 對于信息網絡用UPS供電系統而言，它所允許的平均修復時間(MTTR)幾乎是零。因為只要在UPS供電系統的運行中、在它的輸出端曾出現過”瞬態高壓浪涌”或”瞬間供電中斷”故障、就可能會導致出現”網絡癱瘓”故障。一旦”網絡癱瘓”故障發生。此時，無論釆用什么措施來縮短UPS的MTTR值、那怕能在1秒鐘內將UPS電源修復好(顯而易見，沒有任何人可以在如此短的時間內去完成此任務)、也無法彌補由于”網絡的恢復時間”長達幾十分鐘到幾小時所可能造成的危害。因此，在此背景下，如果仍沿著通過縮短UPS的修復時間(MTTR)來提高它的”可利用率”的思路來選擇UPS供電系統的設備配置和設計方案時、易于導致作出”不切實際”的或錯誤的”抉擇”。此外，在實際操作中，對于相同維修人員、相同的UPS電源系統來說，其MTTR值呈現出相當大的”不可控性”。這是因為UPS的實際MTTR值同時受控于如下因素：機房維護人員從獲悉UPS發生故障起、直到趕到事故現場所需要的時間/距離; 檢修人員處理事故的能力和經驗; 是否配置有充足的、符合事故現場所需的備件/維修工具等變數。一般說來，能將修復UPS的時間控制在2-4小時之內、已非”易事”。因此，仼何建立在把UPS的MTTR值降低到”接近于零”(例如：幾分鐘)的辦法來考慮和選擇具有高”可利用率”的信息網絡機房的設計方案,在實踐中、往往是難以實現的。

　　基于上述原因：當我們在評審信息網絡機房的”可利用率”指標時，建議選用信息網絡的”可利用率”Vai(它表示：信息網絡的”有效運行時間”同”總工作時間”的比值。在這里，總工作時間=網絡的有效運行時間+”網絡癱瘓”時間+UPS供電系統的平均維修時間MTTR)。Vai=MTBF/(MTBF+MTPF+MTTR)

　　在這里, MTBF(Mean Time between Failures)代表網絡的平均無故障工作時間;

　　MTPF(Mean Time Of Paralytic Failures)代表網絡的平均癱瘓時間,它主要取決于重新恢復網絡用操作系統,并使用戶的各種應用軟件進入正常工作狀態所需的恢復時間。

　　由上述可見：為使信息網絡獲得盡可高的”可利用率”Vai，最佳的技術途徑應該是選配具有高性能、高可靠性的UPS(例：帶”輸出隔離變壓器”的雙變換、在線式UPS)來提高Vai，而不宜將縮短MTTR值作為優選指標。當然，更不宜選用以犧牲供電系統的”可靠性”來獲得UPS受損部件的”易換性”的設計方案。對于當今的信息網絡機房(IDC機房、電信機房和工業自動控制機房等)來說，其最佳方案是選用由大功率的UPS單機所組成的”雙總線輸入”、”雙總線輸出的”N+1”UPS冗余并機系統(有關這種UPS冗余供電系統的利弊分析、將在后續文章中、繼續討論)，并應設法為它設計和配置出具有如下優異特性的UPS供電系統：

　　● “N+1”型UPS冗余并機系統具有365*24小時提供逆變器電源的能力;

　　● 在確保信息網絡設備獲得”UPS逆變器電源”連續供電的條件下、能對“N+1”型UPS冗余并機系統進行”不帶電”的檢修操作;

　　● UPS供電系統具有優良的電磁兼容性及較低的”零線對地線”電位;

　　● 位于同一信息網絡中的各IT設備均具有相同的”地電位”。

　　3) 能否獲得最佳的性價比是衡量信息網絡機房設計水平高低的重要標志之一

　　當我們在從事規劃和評價信息網絡用機房的設計方案和決定該機房的投資規模和建設進度時，一般需遵循如下設計原則：

　　(a) 所選用的”一體化機房動力”保護系統(電源、空調、消防和集中監控系統)不僅需具有令人滿意的高可靠性,以確保IT設備硬件運行的安全性。而且，還需從完善電磁兼容及接地系統著手，以便消除各種電源干擾問題。對于當今信息網絡時代的機房保護系統來說，應高度重視和考察它們能否為信息網絡的數據安全運行創造出優良的運行環境。其重要標志是：能否消除可能導致出現”網絡癱瘓”的故障隱患。

　　(b) 在確保信息網絡及其所運行的數據安全的前提下，選用能確保用戶的IT設備始終處于最佳運行狀態、投資省、運行和維護成本低、并能隨著用戶的業務發展、易于實施分階段的現場”增容”施工的設計方案, 以便使用戶能獲得最高的投資回報率(利潤最大化/最佳的社會效益)。切忌釆用以犧牲”可靠性”為代價的”低成本”方案。

　　為建設具有最佳性價比的信息網絡用機房, 請注意和處理好如下事項：

　　● 在充分調研市場需求、用戶負載的重要程度及未來5年業務的預期增長趨勢的基礎上，盡可能準確地規劃、估算和設計信息網絡機房的最終容量、是否需要采用分期實施方案(如果需要的話，需合理規劃”分期容量”及分期實施預案);

　　● 不管是釆用”一步到位”設計方案、還是”分期施工”設計方案,對于在電力基礎設施中所用的主變壓器、”雙總線”冗余式輸入切換柜、主輸入配電柜、電纜橋架、各種地線系統等基礎性的輸配電電力系統均應按機房的最終容量來進行建設;

　　● 在考慮投資成本時、應統籌計劃”機房基礎設施”的投資額(例：機房設備安裝樓層的承重能力大小等)、設備的釆購成本、運行成本、維護及維修成本、關鍵部件及易損件的使用壽命及更換成本。

　　● 信息網絡機房用的”N+1”型UPS冗余并機系統應具有如下優良的運行特性：確保它能提供100%””可利用率”的逆變器電源的能力、優良的”可維護性”和現場”可增容性”。

　　● 在供電系統輸出功率相同的條件下、宜選用UPS單機容量大、可靠性高、并機數量少的”N+1”UPS冗余并機系統(典型配置為”1+1” 并機系統)，不宜選用UPS單機容量小、可靠性低、并機數量多的”N+1”UPS冗余 (典型配置為”4+1”/”5+1”并機系統)。這是因為后者存在故障率高、設備采購成本高、對機房樓房的局部承重”超重”及部件的更換維修成本偏高等弊端。

　　● 在設計UPS供電系統時，應時刻牢記：可靠性第一、節能第二。即”省電”服從于”可靠性”的設計原則。為此，應優選帶”輸出隔離變壓器”的雙變換、在線式UPS(效率=92-93%),不宜選用在線互動式UPS、Delta變換式UPS或采用ECO(節能方式)的雙變換、在線式UPS(盡管這些UPS在市電供電時的效率高達96-97%)。

摘自中國電源網

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