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UPS冗余供电系统如何正确配置 梅兰日兰电子(中国)有限公司(t)的定义为：电子系统在使用过程中(尤其在不间断连续使用的条件下)，可以正常使用的时间与总时间之比。系统可用性可用平均无故障时间MTBF(是设备失效率λ的倒数)和平均维修时间MTTR表示，即： (1) 由公式(1)可以看出，要提高系统的可用性，最根本的两项措施是提高设备的可靠性和降低系统故障修复时间。 要提高设备的可靠性，通常的做法是：采用先进的主电路结构和控制技术，对整机做专门的可靠性设计，包括控制电路的可靠性设计、功率电路和功率器件的可靠性设计、提高功率器件的规格和档次并降容使用、热可靠性设计、耐环境可靠性设计、电磁兼容可靠性设计、安全性可靠性设计、严格生产工艺、加强质量管理等。但是，组成UPS主机的上千个元器件和几千个接点，在可靠性模型图上是串连的，整个系统的可用性是这些器件和接点可靠性的乘积，所以以上措施对提高设备的可靠性虽然是有效的，但效果是有限的。 鉴于 仅就UPS冗余并机环节，用图1的可靠性模型就可看出模块化冗余系统对提高系统可用性的贡献。 图1(a)两台都故障时则系统故障， 可用性模型如图2所示 A1、A2分别是UPS1 和UPS2的可用性， 则系统的可用性： 当A2=A1时 (2) 图1(b)在满负荷时任意两个模块发生故障，则系统故障，可用性模型如图3所示 由图3可以看出，4+1冗余并机系统相当于10个1+1冗余并机系统的串联，如果每个UPS的可用性都相同并都等于A1时，系统的可用性为： (3) 假定UPS单机(或模块)的MTBF=10万小时，平均维护时间MTTR=8小时，而模块化可插拔的平均维护时间MTTR=1小时，则对系统可用性计算结果如下表数据 可用性A(t) 100%负载 75%负载 50%负载 单机MTTR=8h，MTBF=10万h 0.9999 0.9999 0.9999 单机1+1,MTTR=8h,MTBF=10万h 000 单机,4+1,MTTR=8h, MTBF=10万h 0≈1 ≈1 模块化,4+1,MTTR=1h, MTBF=10万h 0.999999995 ≈1 ≈1 值得注意的是，单机和单机1+1冗余的可用性都与负载量无关，而单机4+1冗余的可用性则与负载量有关，75%负载时系统变成3+2，50%负载时系统变成2+3，所以可 用性随负载量减小而变高。可插拔模块系统的可用性除了与负载量有关外，还因为故 障修复时间可降到1小时，所以系统可用性更高。 图4是不可用性(1-A)与MTBF和MTTR 的关系的计算曲线，更明显地显示了MTTR和MTBF对可用性的影响。 二、市电冗余和UPS双输入问题 在新建和改建的计算机供电系统中，大都不同程度地采用了UPS模块化冗余并机方案，但是在已投入运行的系统中，却存在着一些需要讨论的观念和问题。双市电冗余输入(或市电加油机)与UPS双输入的方案就值得讨论。如图5所示。 图5(a)中，UPS是双转换电路结构，主电路和静态旁路可以分开输入，市电2为主电路供电，市电1为静态旁路供电。主电路逆变器工作频率跟踪旁路市电。此系统在结构上是可行的，但从冗余功能来看,却明显地存在着以下几个问题： (1)、如图5(b)所示，当市电1故障掉电时，UPS主电路继续工作，但系统失去了转旁路的功能。要知道，可靠性MTBF是在UPS在带转旁路功能的情况下得出的，UPS主电路与静态旁路是冗余配置，失去转旁路功能会大大降低UPS系统的可靠性，典型的数据是，如果带转旁路功能的UPS的MTBF值为15万小时，不带转旁路功能时仅有3万小时； (2)、如图5(c)所示，当市电2故障掉电时，UPS主电路会转电池逆变工作，在系统有双路市电输入的情况下，电池的备用时间通常都在10-30分钟范围内，如果电池放电结束而市电2仍未恢复，则UPS就转旁路由市电1供电。其结果一是负载直接由质量不高的市电供电，二是UPS因电池放电终结而失去不停电供电功能。在整个过程中UPS只相当一个可延时不间断转换的静态转换开关STS。 总之，两路市电本来是冗余的，但任何一路掉