信息网络时代UPS供电系统的可靠性和可利用率
2.4 息网络时代的UPS的”可利用率”Vai
在允许计算机单机或局域网络处于”间断的、不连续工作状态”的时代，对多数用户来说，当因故造成UPS输出”停电”、并进而造成计算机或局域网络停止运行时，仅仅会带来工作效率降低或工作时间的浪费等不良影响，不会带来重大的经济损失。因此，当时在选用UPS时的主要关注点是:一旦UPS发生故障后，如何能在尽可短的时间内将UPS修理好，以便重新恢复正常工作。在此历史背景下，模块化、阵列式UPS供电系统因其具有优良的现场”可更換性”、而对某些用户呈现出相当大的吸引力。这是因为如果选用这种UPS电源的话, 既无需他们去查找UPS”出故障”的原因、也无需花精力去熟悉UPS的工作原理及维护技巧，只要把”有故障的”电源模块/电池模块/监控模块拨出、再将新的相应模块插入，就能使UPS电源恢复正常运行。
然而，对于当今的信息网络来说，为确保用户能连续断地、高效和可靠地在信息网络上处理/存貯/分享/交换信息资源（数据，语音和图形等)。它是不允许因UPS”出故障”而出现”网络瘫痪”事故的。这是因为对当今的信息网络设备而言，它们所允许的”瞬间供电中断时间”仅为15-30毫秒(1毫秒=千分之一秒)。否则，就会导致”网络瘫痪”事故发生。凡是熟悉网络的人们都知道：一旦出现这种不幸局面，要想让信息网络重新恢复正常工作，往往需耗时几十分钟到几小时。基于上述要求，从原则上讲、当我们在规划和建设信息网络机房时、为它配置和设计UPS供电系统时所追求的设计目标应该是：
(a) UPS供电系统必须永远工作在逆变器电源工作状态，既不允许它因故被切换到”交流旁路”供电状态，也不允许它进入”维修旁路”工作状态。因为只有这样，才有可能在信息网络的运行中、消除出现”网络瘫痪”的故障隐患。为达此目的，应该选用具有高MTBF1值(逆变器的平均无故障工作时间)的UPS单机。
(b) 对于信息网络用UPS供电系统而言，它所允许的平均修复时间(MTTR)几乎是零。因为只要在UPS供电系统的运行中、在它的输出端曾出现过”瞬态高压浪涌”或”瞬间供电中断”故障、就可能会导致出现”网络瘫痪”故障。一旦”网络瘫痪”故障发生。 此时，无论釆用什么措施來缩短UPS的MTTR值、那怕能在1秒钟內将UPS电源修复好(显而易见，没有任何人可以在如此短的时间内去完成此任务)、也无法弥补由于”网络的恢复时间”长达几十分钟到几小时所可能造成的危害。 因此，在此背景下，如果仍沿着通过缩短UPS的修复时间(MTTR)来提高它的”可利用率”的思路来选择UPS供电系统的设备配置和设计方案时、易于导致作出”不切实际”的或错误的”抉择”。此外，在实际操作中，对于相同维修人员、相同的UPS电源系统来说，其MTTR值呈现出相当大的”不可控性”。这是因为UPS的实际MTTR值同时受控于如下因素：机房维护人员从获悉UPS发生故障起、直到赶到事故现场所需要的时间/距离; 检修人员处理事故的能力和经验; 是否配置有充足的、符合事故现场所需的备件/维修工具等变数。一般说来，能将修复UPS的时间控制在2-4小时之内、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：几分钟)的办法来考虑和选择具有高”可利用率”的信息网络机房的设计方案,在实践中、往往是难以实现的。
基于上述原因：当我们在评审信息网络机房的”可利用率”指标时，建议选用信息网络的”可利用率”Vai(它表示：信息网络的”有效运行时间”同”总工作时间”的比值。在这里，总工作时间=网络的有效运行时间+”网络瘫痪”时间+UPS供电系统的平均维修时间MTTR)。
Vai=MTBF/(MTBF+MTPF+MTTR)
在这里, MTBF(Mean Time between Failures)代表网络的平均无故障工作时间;
MTPF(Mean Time Of Paralytic Failures)代表网络的平均瘫痪时间,它主要取决于重新恢复网络用操作系统,并使用户的各种应用软件进入正常工作状态所需的恢复时间。
由上述可见：为使信息网络获得尽可高的”可利用率”Vai，最佳的技术途径应该是选配具有高性能、高可靠性的UPS(例：带”输出隔离变压器”的双变換、在线式UPS)来提高Vai，而不宜将缩短MTTR值作为优选指标。当然，更不宜选用以牺牲供电系统的”可靠性”来获得UPS受损部件的”易换性”的设计方案。 对于当今的信息网络机房(IDC机房、电信机房和工业自动控制机房等)来说，其最佳方案是选用由大功率的UPS单机所组成的”双总线输入”、”双总线输出的”N+1”UPS冗余并机系统(有关这种UPS冗余供电系统的利弊分析、将在后续文章中、继续讨论)，并应设法为它设计和配置出具有如下优异特性的UPS供电系统：
“N+1”型UPS冗余并机系统具有365*24小时提供逆变器电源的能力;
在确保信息网络设备获得”UPS逆变器电源”连续供电的条件下、能对“N+1”型UPS冗余并机系统进行”不带电”的检修操作;
UPS供电系统具有优良的电磁兼容性及较低的”零线对地线”电位;
位于同一信息网络中的各IT设备均具有相同的”地电位”。
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