简介可用性及MTBF.ppt

UPS电源系统电源系统的的可用性及可用性及MTBF梅兰日兰电子（中国）有限公司《《MGE新产品新技术交流会新产品新技术交流会》》N°2梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru 一、一、可用性的概念可用性的概念u 二、二、可用性的配置可用性的配置u 三、三、由由STS组成的组成的 最高可用性供电系统最高可用性供电系统目目 录录N°3梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru为什么人人都在关注为什么人人都在关注电力可用性？电力可用性？>供电系统故障原因的分析：异常脱扣异常脱扣设备故障设备故障人为误操作人为误操作供电故障供电故障45 %15 %20 %20 %一、可用性的概念一、可用性的概念N°4梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R式中：MTBF: 平均故障间隔时间MTTR: 平均故障修复时间MTTRMTBF可用性可用性 (%)= (1 -) x 100u什么是什么是电力可用性电力可用性?>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、可用性的概念一、可用性的概念N°5梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru平均故障平均故障间隔时间间隔时间Mean Time Between Failures: >字面直译为“平均故障间隔时间平均故障间隔时间”，，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：nMIL-HDB-217-F level 2 (美国军用标准)nIEEE (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u平均故障修理时间平均故障修理时间Mean Time To Repair：：>按照一般公认的标准：MTTR = 10小时一、可用性的概念一、可用性的概念N°7梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R可用性可用性 =（（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：其中：MTTR : Mean Time To Repair平均平均修理时间修理时间 MTBF : Mean Time Between Failures平均平均故障间隔时间故障间隔时间 （习惯俗称为：（习惯俗称为：平均无故障时间平均无故障时间））平均平均时间的概念：时间的概念：一、可用性的概念一、可用性的概念N°9梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性?>通过降低 MTTR (平均故障修复时间)n实时故障检测n全面精确的诊断n专家级的快捷修复服务MTTRMTTRMTBF可用性可用性 (%)= (1 -) x 100一、可用性的概念一、可用性的概念N°10梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性?>通过增加 MTBF (平均无故障时间)n增强设备自身的可靠性n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可用性可用性 (%)= (1 -) x 100MTBF一、可用性的概念一、可用性的概念N°11梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性?>设备级的故障容错设备级的故障容错….>以 UPS为例n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；n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、可用性的概念一、可用性的概念N°12梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性? >系统级的故障容错系统级的故障容错…. 1、输入电源的冗余 (UPS上线)n采用两路独立的带有自动切换装置(ATS)的市电输入；n采用与市电分离的后备电源；n采用带母线排的中压/低压配电柜，简化连接，便于维护1一、可用性的概念一、可用性的概念N°13梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R21u怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性? >系统级的故障容错…. 1、输入电源的冗余(UPS上线)2、UPS的冗余n冗余并联的 UPS系统；n具有可增容性；n提高可维护性；n增加后备时间。

一、可用性的概念一、可用性的概念N°14梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R312u怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性? >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)n用STS提高可维护性；n用STS消除故障扩散的危险；n用STS优化电源的冗余性一、可用性的概念一、可用性的概念N°16梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性?>什么是关键的因素？ n可靠性可靠性和可用性和可用性 –电源体系与用户需求相一致n可维护性可维护性–使维护更简单、更安全，尽量降低平均维修时间MTTn可增容性可增容性–增加系统的冗余度–增加系统的供电容量或后备时间n鉴别和消除故障的扩散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n运行和管理运行和管理–使现场运行更简单–可以监视所有的设备一、可用性的概念一、可用性的概念N°17梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R到到99.9999…%从从99.9%市市电电配配 电电设备设备 静态切换开关静态切换开关带监控配电柜带监控配电柜> 冗余冗余结构结构> 易易于操作于操作> 无无故障扩散故障扩散> 易于维护易于维护> 易于增容易于增容> 易于管理易于管理有源谐波调节器有源谐波调节器> 优优化电源化电源 > 消除谐波消除谐波> 杜绝间断杜绝间断> 优优化供电化供电UPS中中/低压变压器低压变压器 发电机发电机> 杜杜绝断电绝断电> 冗余冗余供电供电> 易于维护易于维护> 可增容可增容怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性?--面向面向“最高可用性最高可用性”的配置的配置一、可用性的概念一、可用性的概念N°18梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R用户需求分析用户需求分析制定技术规范制定技术规范进行方案设计进行方案设计方案评估、沟通方案评估、沟通更新设计更新设计详细设计详细设计Ø可用性可用性Ø可维护性可维护性Ø可增容性可增容性Ø可管理性可管理性ØEMC风险降到风险降到最低！最低！就是投资节省！就是投资节省！怎样提高怎样提高电力可用性电力可用性?--最终实现最终实现“最高可用性最高可用性”一、可用性的概念一、可用性的概念到到99.9999…%从从99.9%市市电电配配 电电设备设备 N°19梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru两种两种电源体系电源体系> 单电源供电体系 n全部负载由单一的UPS供电负 载u多电源多电源供电体系供电体系>负载由多台多路UPS供电n这是一种没有“单点故障”的分布式供电的解决方案负 载 二、可用性的配置二、可用性的配置N°20梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>电源电源的可用性：的可用性：n99,99790.%n供电系统的MTBF＝ 475 000小时 >UPS 的的可维护性：可维护性：n通过机内维修旁路进行维护n可对负载供电，但没有保护性>可增容性：可增容性：nGalaxy PW, Galaxy 3000可升级到4台并联nGalaxy可升级到6台并联>应用：应用：n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w单机单机 UPS二、可用性的配置二、可用性的配置--单电源供电体系单电源供电体系N°21梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>电源电源的可用性：的可用性：n最高达 99,99947.%n最高可达4倍的单机平均无故障时间>系统系统的可维护性：的可维护性：n维修时系统连续运行n负载的供电受到保护>可增容性：可增容性：nGalaxy, Galaxy PW, Galaxy 3000可增容到4台>应用：应用：n现场增容可达 600 kVAX X - -可用性可维护性X X - - XX - -可增容性w具有具有N+1冗余冗余的的模块化并联系统模块化并联系统负 载二、可用性的配置二、可用性的配置--单电源供电体系单电源供电体系N°22梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>电源电源的可用性：的可用性：n最高达 99,99968%n最高可达 6.5倍的单机平均无故障时间>系统的系统的可维护性：可维护性：nUPS维修: 系统可连续运行，负载供电受到保护n公共旁路维修: 负载可连续供电但不受保护 >可增容性：可增容性：nGalaxy系列可达6台>应用：应用：n集中供电最大可达 4 MVAX X X -可用性可维护性X X - - X X - -可增容性w具有具有公共静态旁路柜公共静态旁路柜的的N+1冗余并联系统冗余并联系统负 载二、可用性的配置二、可用性的配置--单电源供电体系单电源供电体系N°23梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E RuN+1冗余冗余并联时并联时:>两台UPS的冗余并联具有最高的 MTBF01234567123456并联并联的的UPS台数台数MTBF的的改善系数改善系数模块化直接模块化直接并联的并联的 UPS公共旁路公共旁路 并联的并联的 UPS 负 载二、可用性的配置二、可用性的配置--单电源供电体系单电源供电体系N°25梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>电源电源的可用性：的可用性：n最高可达 99,99968%n最高可达 6.5倍的单机平均无故障时间>系统系统的可维护性的可维护性nUPS 或公共静态旁路维护：系统可连续运行，负载供电受到保护>可增容性可增容性nGalaxy系列可达6台>应用应用n两个静态旁路柜是独立的n改善静态旁路的可维护性X X X -可用性可维护性X X X - XX- - -可增容性w具有具有双静态旁路柜双静态旁路柜 的的N+1冗余冗余并联系统并联系统负 载二、可用性的配置二、可用性的配置--单电源供电体系单电源供电体系N°26梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>电源的可用性：电源的可用性：n最高可达99,99970%n最高可达 6.8倍的单机平均无故障时间>系统的系统的可维护性：可维护性：n主机UPS在静态旁路或维修旁路上运行n负载的供电受到保护>应用：应用：n可在现场改善供电的可用性n即使非梅兰日兰UPS也可采用这种配置X X X X -可用性可维护性X X - - XX - -可增容性w隔离式隔离式的冗余系统的冗余系统负 载二、可用性的配置二、可用性的配置--单电源供电体系单电源供电体系N°27梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>电源的可用性：电源的可用性： n高达 99,99970%n最高可达 6.8倍的单机平均无故障时间>系统系统的可维护性的可维护性n故障UPS运行在旁路n负载供电受到保护>可增容性可增容性n系统的增容不受限制n实现较困难>短路短路故障的扩散故障的扩散n在各UPS之间不会发生>应用应用nUPS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- - -X X - -XXX -XX - -XXXX负 载wN+1 隔离隔离冗余系统冗余系统二、可用性的配置二、可用性的配置--多电源供电体系多电源供电体系N°28梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>电源电源的可用性的可用性n高达 99,9999...%n最高可用性的配置>系统系统的可维护性的可维护性n维修可在安全无电的情况下进行n最大的安全服务保证>可增容性可增容性n系统的增容不受限制> 短路短路故障的扩散故障的扩散n在各部分负载之间不会发生>现场现场操作和管理操作和管理 n最有效的解决方案>应用应用n365天 X 24小时的最高可用性w具有具有STS的分布的分布式冗余系统式冗余系统 可用性可维护性 可增容性防故障扩散易于操作XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX负 载二、可用性的配置二、可用性的配置--多电源供电体系多电源供电体系N°29梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru单电源体系单电源体系u多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 ＋2 X SSC//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各种电源供电体系的比较二、可用性的配置二、可用性的配置N°30梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E Ru静态切换开关静态切换开关STS可可应用于：应用于：>由不同的电源系统组成的冗余配置中：n不同类型的UPS系统；n市电＋柴油发电机＋UPS的组合；n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w具有具有STS的分布式冗余系统的分布式冗余系统 三、三、由由STS组成的组成的最高可用性供电系统最高可用性供电系统N°31梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R>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：n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：n配电柜PDU；n静态切换开关STS；n不间断电源UPS；n同步控制器Synchron－module同同 步步1234w具有具有STS的分布式冗余系统的分布式冗余系统 三、三、由由STS组成的组成的最高可用性供电系统最高可用性供电系统N°32梅兰日兰电子（中国）有限公司T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R P R O V I D E R故障或故障或维修时维修时w具有具有STS的分布式的分布式1+1冗余系统运行举例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 电源电源1 200 kVA电源电源 2 200 kVA50%50%100%停机停机STSSTSSTS200 kVA双电源双电源负载负载三、三、由由STS组成的组成的最高可用性供电系统最高可用性供电系统。