山克蓄电池SK120-12铅酸电池12V120AH备用电力电源
目前数据中心供电系统存在的问题普遍处于已经建成投入运行的各种规模和用途的数据中心中。问题以各种形式暴露出来,使用户感到不解和困惑,这是供电设备厂商和供电系统设计者必须面对的实际问题。暴露问题,解决问题,在解决问题的数据中心建造技术不断的进步,这是一个渐变的过程。在这个过程中,正是这些客观存在的问题促使着供电技术的进步和供电系统设计理念的变化。
一个完整的不停电供电系统中除了关键设备UPS以外,还可能有(输入或输出)变压器、瞬态电压浪涌抑制器、电网进线开关柜、负载配电柜、柴油发电机组、交流稳压器、隔离或升降压变压器、电池系统、各种开关、防雷设备、断路器、保险、转插,上百乃至几百个级连接点和相应的传输线。所有这些在系统中都会形成单路径故障点,由于这些部件和环节在可靠性模型中的串联特性,以及它们之间的相互影响,使得系统的可靠性大幅度降低。电源设备厂商和供电系统设计者意识到:在不断提高关键设备的性能和可靠性的还必须加强对整个供电系统的研究。所研究的问题包括:
(1)系统中各种设备和环节的相互匹配和可靠性问题;
(2)系统可用性和冗余配置问题;
(3)可修复和减少修复时间问题;
(4)UPS设备的模块化冗余系统结构问题;
(5)各种设备和环节连接技术的研究和连接的规范化问题;
(6)供电系统的布局(集中式、区域式、分散式)问题;
(7)系统的可维护性和集中管理问题;
(8)系统的可扩展性问题等。
2.2 对系统可靠性的研究向可用性研究转变
当代数据中心对供电系统的连续性提出了非常高的要求,厂商和用户已经形成这样一个共识:供电设备经过多年发展,在其性能指标已完全满足IT网络设备要求的情况下,真正能为用户带来价值的是其可用性。可用性在概念上它包含了系统中设备的可靠性、可管理性和可维护性。可用性定义为:系统在使用过程中,可以正常使用的时间与总时间之比。可用平均无故障工作时间MTBF和平均修复时间MTTR表示。可用性
从可用性定义和表达式来看,提高系统可用性的措施不外乎两种,一是提高可靠性MTBF,二是减少故障后的修复时间MTTR。这两种方法对提高系统可用性的作用有着明显的差别。
(1)针对以UPS为核心的供电系统各种设备做统一的性能设计和设备配置,有利于加强各设备之间的匹配,提高设备利用率,降低各设备相互间的影响和系统中谐波干扰;
(2)设备机架结构的标准化和安装连接的规范化,不仅可加快安装速度,还可提高装配质量,缩短连线长度和零乱状况,有利于减小维护难度和降低人为故障的发生;
(3)集成化产品很容易实现部件的冗余配置和模块化结构,可把系统故障修复时间降到低,大幅度提高系统的可用性;
(4)开放式设计和强大的电源集中管理功能,提高了系统的可管理性和可维护性,用户可在必要时能够自行对设备进行重新集成,对运行状况信息的管理进行二次开发,以及自主地不依赖供应商对设备进行维修维护;
(5)用户可根据IT系统规模和业务扩展的阶段性做定制化配置,可有效地避免一次性过量的投资和供电容量的浪费;
根据模块化的特征,在数据中心供电系统中,由于设计时的疏忽,有时它们在系统中却失去了模块化功能:一台大型UPS因走道空间狭窄或搬运工具进不去而不能运出更换;一台装入机柜的变压器故障后因工具无法在机柜内伸展而无法更换;一条线缆因线缆槽的拥挤而无法在故障后查找和更换等。这些事例屡见不鲜,致使具有这种隐患的系统也就不再具备可修复或可快速修复的功能。
“系统模块化设计”已经成为数据中心设计建造必须遵守的原则。模块化使一切事情变得更加便利、更可预测、更为经济、更易于理解以及更加安全。“系统模块化设计”观念在行业中已经上升到一个新的高度,成为了一种富有创造性并具突出战略意义的设计哲学,在数据中心基础设施用户和设计者中取得了广泛的共识,并在系统方案设计和建造中取得了广泛的应用和显著的效果。
以供电系统为例,UPS设备是整个供电系统中可靠性薄弱的环节,于是,数据中心设计者把模块化设计理念用在UPS供电系统的设计中,把冗余容错和插拔修复技术应用到一台UPS中,这就是当前已在市场上广泛推广并且应用的“模块化UPS”。