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随着近年来数据中心的大规模建设,传统供电系统在大规模部署和运营中暴露的可靠性、维护性等问题日益突出,推动着用户、设备商和方案设计公司合力进行供电系统的创新和优化,供电系统的建设思路逐步从传统上关注可靠性转移到保障可用性上来。
随着近年来数据中心的大规模建设,传统供电系统在大规模部署和运营中暴露的可靠性、维护性等问题日益突出,推动着用户、设备商和方案设计公司合力进行供电系统的创新和优化,供电系统的建设思路逐步从传统上关注可靠性转移到保障可用性上来。那么为何要建设高可用供电系统,如何建设高可用供电系统,本文对此做出了一些探讨。
可用性综合反映用户的真实需求,可靠性是影响可用性的因素之一
可靠性通过可靠度来衡量,可靠度的定义为:“给定系统在规定的工作条件下和预知的时间内持续完成规定功能的概率”。平均无故障工作时间MTBF ( 又称平均故障间隔时间) 是决定电源系统可靠度的重要指标,MTBF可通过定量定时的工业试验或理论计算的方式获得。可用性是指产品在任一随机时刻需要开始和执行时,处于可工作或可使用状态的程度。可用性计算公式是:
式中,MTBF(Mean Time Between Failures)是平均故障间隔时间,MTTR(Mean time to repair)是平均修复时间。
可靠性的高低代表了电源系统是否容易故障。但是从实际应用的角度来说,任何设备都不可能保证在生命周期内完全不出故障,用户希望的是设备尽量不出故障,即使故障了也不要因故障导致业务受影响;如果业务受到了影响,那么应尽快消除故障。相比之下可用性的定义相比可靠性范围更加宽泛,对于可修复系统而言,它不仅涵盖了设备是否容易出错的问题,还涵盖了设备是否容易从故障中恢复。很明显可用性更加真实地反映了用户的需求。
在UPS行业,通常用几个“ 9”来代表系统可用性的高低。它是指一年内,系统在线运行及可进行生产的时间比例。比如6个“9”(可用性可达到 99.9999%),即每年可能存在的宕机时间少于 32 秒。UPS系统的目标是尽量提高 UPS 电源系统的可用性,减少来自市电的影响。
提升供电可用性的途径
1) 提高供电系统可靠性
从可用性计算公式可以看出,提高可靠性是提高可用性的一个重要途径。提高供电设备可靠性分四个层次:
第一,设计标准级。在产品规划设计阶段,应充分考虑产品的可能应用环境,选定相应的设计标准。对产品使用时可能的电气隔离、EMI/EMC、防雷、防浪涌、防噪*等电环境,防湿、防尘、防震、防腐等自然环境,及操作、维护、管理、搬运、安装等的人环境有充分的评估,从而构建产品合理的设计框架。
第二,器件级。在产品设计阶段,严格筛选器件,配合最优电路设计,并反复模拟各种恶劣环境测试器件应力裕量,保障各类元器件的可靠运行。对于关键器件如电解电容,如果电路设计不够优化,纹波电流过大,芯温过高,寿命将大大缩减,从而导致设备可靠性降低。散热风扇也要选择稳定性好性能优异的厂家提供,防止风扇故障导致功率模块温度上升,影响正常供电。
第三,部件级。部件的可靠性主要体现在它的稳定性和冗余性,在保证部件故障率降至最低的前提下,关键部件采用冗余设计是提高部件级可用性的最有效方法。
第四,方案级。通过优化系统设计,使供电系统运行可靠稳定,并且具备容错能力,整个供电路径无单点故障点。图1展示了一个无单点故障的冗余系统架构图。该方案由两套系统组成,在每套系统中,A4环节做到输入冗错,A5环节做到双回路互为备份,A6使用模块化UPS或者并机, A7为单电源负载提供双路保障,如果有条件A1和A2环节采用双路市电输入,单供电系统做到可靠冗余设计,然后方案采用2N容错设计,基本做到无单点故障点和在线维护。
图1 无单点故障的冗余系统架构图
2) 提高UPS供电设备的可维护性
降低维护时间是提高可用性的另一重要途径。模块化设计可以有效改善易维护性,降低维护时间。UPS设备各个功能单元模块化之后,故障之后只需更换上相应备件即可,大幅降低了维护的技术门槛,运维人员可自行更换维护。不但维护成本可有效降低,故障修复时间也可大幅缩短,从而将业务损失降到最低。另外,模块化易于实现在线维护,即故障修复期间负载可以不断电。如果需要断电才能维护,就需要拉备用电源为负载供电,这样维护非常复杂,而且维护时间很长。
公司企业文化:
资源是会枯竭的,唯有文化才会生生不息。“中山航天”把一切促进生产力发展的因素化作企业文化。中山航天员工对未来的前程充满信心,脚踏实地、雷厉风行。“中山航天”凭着忠诚、坚韧、拼搏、奉献的精神,以“速成”的战略风格不断开拓、锐意进取,打造出一个与中山航天同甘苦、共未来的精英团队。“创造企业发展、造就员工前程”是中山航天企业文化的精髓。公司关注每一位员工的现在、发展和未来,为员工提供优良的工作环境和生活环境的同时,高度重视对员工全面的素质培训。尽力做到在中山航天个个都是人才,并形成了畅通的沟通渠道,良好的协作氛围,真正实现一加一大于二。
美洲豹蓄电池的使命就是在蓄电池领域帮客户实现其梦想,并依靠点点滴滴、弃而不舍的艰苦追求精神去实现“成为国际一流企业”的美好愿望。面对新时期的机遇和挑战,中山市航天电源有限公司将一如既往地恪守承诺、坚韧不拔、勇往直前,以振兴民族工业为理想,以产业报国为己任,以回馈社会为光荣。
美洲豹(LEOPARD)蓄电池特性:(Battery Feature)
1. 免维护:采用先进的阀控式密封技术,以及吸附式玻璃纤维隔板,因此在寿命期内无需补加电解液。
2. 密封性:独特的结构和密封技术保证LEOPARD电池无电解液的溢漏,放置任意位置也能正常使用.
3. 无记忆效应:有些电池如NI-CD电池在经多次循环后容量会相应降低,即记忆效应,而LEOPARD电池不存在这种性能.
4. 低自放电:LEOPARD电池采用特殊的铅钙合金板栅使得自放电控制在最少,即使长期存放也无需补充电.
5. 长寿命:特殊材质的板栅及及高分子材料添加的电解液,使得LEOPARD电池的使用寿命大大延长.
6. 适用温度范围广:LEOPARD系列电池可以在-15oC到50oC的范围内使用.
7. 安全性:采用低压安全的通气阀系统,在电池内部不会产生过多气体的形成,而达到正常使用的安全性。
蓄电池应用领域与分类:
◆免维护无须补液;< UPS不间断电源;
◆内阻小,大电流放电性能好;< 消防备用电源;
◆适应温度广;< 安全防护报警系统;
◆自放电小;< 应急照明系统;
◆使用寿命长;< 电力,邮电通信系统;
◆荷电出厂,使用方便;< 电子仪器仪表;
◆安全防爆;< 电动工具,电动玩具;
◆独特配方,深放电恢复性能好;< 便携式电子设备;
◆无游离电解液,侧倒仍能使用;< 摄影器材;
◆产品通过CE,ROHS认证,所有电池< 太阳能、风能发电系统;
符合国家标准。< 巡逻自行车、红绿警示灯等。
美洲豹(LEOPARD)蓄电池技术参数: |
Battery Model | NominalVoltage (V) | Rated Capacityat 20 HR (AH)(1.75 Volts/Cell) | Overall Dimension (mm) | ReferanceWeight (kg) | Length(+/-1) | Width(+/-1) | Height(+/-1) | Totall Height(+/-1) | HTS12-7 | 12 | 7 | 151 | 65 | 65 | 101 | 2.7 | HTS12-12 | 12 | 12 | 151 | 99 | 94 | 100 | 4.0 | HTS12-17 | 12 | 17 | 181 | 76 | 167 | 167 | 6.2 | HTS12-24 | 12 | 24 | 166 | 175 | 126 | 126 | 9.1 | HTS12-33 | 12 | 33 | 197 | 130 | 155 | 180 | 11 | HTS12-38 | 12 | 38 | 197 | 165 | 170 | 170 | 14 | HTS12-65 | 12 | 65 | 325 | 165 | 185 | 185 | 21 | HTS12-70 | 12 | 70 | 325 | 168 | 185 | 185 | 23.5 | HTS12-90 | 12 | 90 | 335 | 174 | 225 | 225 | 30 | HTS12-100 | 12 | 100 | 365 | 175 | 210 | 235 | 34 | HTS12-120 | 12 | 120 | 403 | 170 | 207 | 234 | 36.5 | HTS12-150 | 12 | 150 | 480 | 170 | 240 | 240 | 42.5 | HTS12-200 | 12 | 200 | 530 | 238 | 215 | 240 | 65 |
美洲豹(LEOPARD)蓄电池特性:(BatteryFeature) 1.免维护:采用先进的阀控式密封技术,以及吸附式玻璃纤维隔板,因此在寿命期内无需补加电解液。 2.密封性:独特的结构和密封技术保证LEOPARD电池无电解液的溢漏,放置任意位置也能正常使用. 3.无记忆效应:有些电池如NI-CD电池在经多次循环后容量会相应降低,即记忆效应,而LEOPARD电池不存在这种性能. 4.低自放电:LEOPARD电池采用特殊的铅钙合金板栅使得自放电控制在最少,即使长期存放也无需补充电. 5.长寿命:特殊材质的板栅及及高分子材料添加的电解液,使得LEOPARD电池的使用寿命大大延长. 6.适用温度范围广:LEOPARD系列电池可以在-15oC到50oC的范围内使用. 7.安全性:采用低压安全的通气阀系统,在电池内部不会产生过多气体的形成,而达到正常使用的安全性。 3) 提高UPS供电设备的易用性 易用性是供电设备“可用性”的升华,直接影响用户的产品体验。从用户的角度看,需要从以下几个方面改善:①易搬运、易安装。这需要产品体积足够小,重量足够轻,并且是模块化可分解,从而降低搬运和安装的难度。此外UPS是否支持上下进线,是否支持并柜安装等都将影响安装的难度。②易扩容。数据中心一般都有未来的扩容计划,以匹配未来的业务增长需要。而现网的UPS供电设备为了确保可靠性通常供电路径非常复杂,牵一发而动全身,扩容非常不便,即使条件满足也有负载断电的重大风险。这样的供电现状显然是不易用的。如果能够像通信电源一样,功率模块可以热插拔,扩容只需采购功率模块在线插进去,那么扩容的易用性就可大幅改善。③易管理。UPS设备要高度智能化,各个供电节点做到可视化管理,便携化管理。比如,可以开发手机APP进行随身监控和管理。
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