UPS电源供电系统方案可用性分析

本文主要是讨论对供电系统可用性进行量化分析的方法，并针对儿种典型的供电方案做出定量的分析计算。在量化的过程中，确定符合实际情况的假设、正确地列出可用性数学模型、准确地有根据地选取各子系统的可靠性和可维护性参数等，都是非常重要的。

分析中用到的假设和规定

为了方便分析，首先对在分析中可能遇到的不可见因素做出必要的假定和规定，并对在各种系统结构中通用的设备和环节的子系统可用性作出定量的分析。

大多数情况下，用户是从供应商处获取产品的MTBF值，但不带有任何用于证实这些数值的相关数据。当查看多个系统的MTBF时，了解分析所用的隐含假设和可变因素(特别是定义故障的方式)非常重要。比较时若忽视了这一点，比较结果出现偏差的可能性就会变大，可能会出现500%或更高的偏差。最终可能导致不必要的业务支出或者意外停机。一般来说，必须有明确的可变因素定义、假设定义以及故障定义，才可以比较两个或更多系统间的MTBF值。即使两个MTBF值看起来很相似，仍然有比较结果出现偏差的可能。因此，必须弄清MTBFF结果后面隐含的内容，并仔细研究和领会这些数值所包含的含义。

1、产品功能、应用范围的界定

在比较两个或更多MTBF之前，验证被比较的两个产品是否是同类非常重要。被比较的产品必须在功能、性能及应用方面相同或相似。如果被比较的产品是UPS，则产品功能就是为所连接的负载提供备用电源。此产品的用途可能是用来支持数据中心环境中的关键IT负载。如果没有相似的应用。就不可能进行公正的MTBF较。例如，对工业用途和IT用途的UPS进行比较是不切合实际的。

更重要的是，MTBF比较中所用系统的边界必须等同。如果各个系统的定义方式不同，那么不可避免地会出现比较偏差。以使用外部电池的UPS系统为例，某些供应商可能选择不包括由这些电池导致的故障，因为他们位于系统"外部"，不是系统的一部分。其他供应商可能选择包括电池故障，因为这些电池是系统运转的必要组件。其他可能导致不一致边界的组件包括输入和输出电路断路器、旁路系统、保险丝和控制系统。用户应该向供应商咨询MTBF计算中应包括哪些组件或子系统，不应认为所有供应商定义系统的方式都相同。

2、故障定义

如果两个可比较产品间的故障定义不同，那么进行故障分析就像比较苹果和橙子一样毫无意义。因此，要进行有效的MTBF比较，一项基本任务就是准确分析每个被比较产品的故障组成。对于MTBF值计算，供应商统计故障时要考虑的问题如下。

是否将用户误用导致的故障统计在内，设计者可能忽视了许多人为因素，这将导致用户很容易误用产品。

在电源保护行业中，UPS故障的最常见"定义"是"负载停用"故障。这表示向负载供电超出了可接受范围，导致了负载停止运转。不过，是否将由供应商维修技术人员导致的负载停用也统计在内?产品设计本身是否有提高风险程序出现故障的可能性?

如果计算机上的LED出现故障，是否属于故障(虽然它没有影响计算机的运行)?

如果耗材(例如电池)的使用寿命比预期的耍短，是否属于故障?

运输造成的损坏是否属于故障?这是否能表明包装的设计不当?

是否将重复出现的故障统计在内，也就是说，对于同一用户使用的同一系统内诊断结果相同的故障，是重复计数还是仅计数一次?

安装过程导致的故障是否统计在内，此故障可能是供应商技术人员引起的?

如果用户没有购买推荐的维护合同或监视系统，是否将故障统计在内?

如果地震导致建筑物损害，使得系统出现故障，是否将故障统计在内或将其视为"天灾"?

是否将系统外某些组件的故障统计在内，对于UPS系统，系统外组件可能是电池或旁路开关?

如果出现连锁故障，导致后续系统停机，是将每个系统的故障部统计在内还是仅统计第一个系统的故障?

要明确地规定故障内容和分清故障责任是件繁琐的事情，所以就数据中心机房UPS供电系统而言，通常是概括地或者原则性地把造成以下事故的电源系统组件的任何问题定义为故障:

部分或整个系统停机，或系统运营达不到标准水平;

用户设备对供电的性能不可接受:

电气保护继电器动作或电气系统处于紧急运行状态下;

任何电路或电气设备断电。

但以下暂态过程和可能的故障情况不予考虑:

两路市电转换时或市电与柴油发电机系统转换时，有短时间(ATS转换)断电问题;

柴油发电机系统启动时的启动成功率问题;

交流输入完全断开时，电池供电的成功率问题;

柴油发电机系统启动时间过程中断电问题等。