提高重要负荷供电可靠性的简析

如何提高网络服务器等重要负载供电的可靠性HOWTOIMPROOVETHHERELLIABILLITYOOFTHEEPOWEERSUPPPLYOOFTHEEIMPOORTANCCELOAADSSUCHASTHHENETTWORKSERVEER关键词：UPSS网络服务器冗余设计可靠性分析析摘要：网络服务务器等重要负负载供电的可可靠性不仅取取决于UPS、配电线路路、服务器设设备电源的可可靠性，而且且还取决于冗冗余设计的可可靠性。因此此科学地选择择UPS设备的类型型、容量、冗冗余方式对于于提高供电的的可靠性具有有非常重要的的意义。文章章通过图表分分析、公式计算等通通俗易懂方式式详细阐述了单套UPS系统n+1、1+n、n+m冗余电路的可可靠性；两套套1+1并机冗余UPS系统输出双路总线、双路零零切换全冗余余电路的可靠靠性，深入浅浅出地给出了了各种设计方方案的可靠度度分析和计算算方法，可供电源设设计时参考使使用。众所周知，当今今社会和经济生活对信息网网络的准确度度和时效性的的要求越来越越高，从某种种意义上讲，信信息就是效率率和财富。所以对于电信、金金融、证券等等行业的网络络服务器等重重要负载而言言，一旦出现现电源中断故故障，就可能造成巨大大的经济损失失，所以网络络服务器等重重要负载供电电的可靠性已已经成为信息息网络安全的的首要问题。可靠性概述可靠性的指标之之一是可靠度R（t），它是指产品品在规定的条条件下，在规规定的时间内内、产品完成成规定功能的的概率。它是是时间的函数数，记作R((t)。显而易见，可可靠度R（t）是时间的的概率分布函函数，表示产品在时时刻0处于完好状状态时，从0时刻到时刻t的时间间隔内正常工工作的概率。{R（t）==P(T>tt)}（公式1）可靠度R（t）的的时间分布曲曲线如图1。图1众所周知，产品品的可靠性随随着工作时间间的延长而越越来越小。由由图1可见：当t=0时，R(0))=1;当t=∞时，R(∞)=0。我们把t时刻尚未失失效的产品，在在该时刻后的的单位时间内内发生失效的的概率与t时刻尚未失失效的产品数数之比称为瞬时失效效率(FailuureRaate)，用用l(t)表示，简称失失效率。它反反映电源系统统或设备在t时刻失效的的速率,也称为瞬时时失效率。电源系统或或设备的失效效率遵循下面面的浴盆曲线线：瞬时失效率λ（t）瞬时失效率λ（t）偶然失效期早期失效期损耗失效期规定的失效率使用寿命时间t图2电源系统或设备备在运行初期期的故障失效效率λ（t）较高，如图2，主要是由于设计缺陷陷、元器件质量量、制造技术术、安装调试试问题等方面面产生的系统统故障，一般般成批出现，称称为早期失效效期。设备出出厂前进行整整机检验和环境老化处理理是预防早期失失效的主要方方法。早期失效的的问题全部发发现和解决后后，电源系统统或设备失效效率λ（t）迅速下降降，趋于稳定定，一直到寿寿命后期的故故障高发阶段段为止，很少少发生失效，故故障的产生原因具有有随机性，这这个期间叫做做偶然失效期期。在偶然失失效期内，失效率λ（t）近似为常常数λ，这一阶段段是电源系统统或设备的可可靠工作期，也也是最佳状态态期，电源系系统或设备的的使用寿命主主要取决于这这一阶段的时时间。电源系系统或设备在在偶然失效期期内的失效服服从指数分布布，其可靠度度：（公式2）偶然失效期也决决定着产品的的寿命。对可可维修产品而而言，其平均均寿命是指两两次故障间的的时间平均值值，称平均故故障间隔时间间，用MTBBF表示（MeaanTimmeBettweenFailuures）。它代表的物物理含义是电电源系统或设设备无故障工工作时间的平平均值。（公式3）从公式5我们可可以得出，电电源系统或设设备的平均无故障障工作时间与与瞬时失效率率成倒数关系系。称平均故故障间隔时间间长，瞬时失失效率就低。UPS主机的选选型对于网络服务器器等重要负载载而言，只要出现瞬瞬间的供电中断故故障，就可能能会导致网络络瘫痪，那时时无论釆用什什么措施来缩缩短UPS的维修时间间，也无法弥弥补长达几十十分钟到几小小时的网络恢恢复时间所造造成的危害。因因此给网络服务器器等重要负载载供电的设备备必须选用MTBF指标高的、性性能先进的名名牌产品。MTBF参数是电源源系统或设备备选型最重要要的指标之一一。YD/T11051-22000《通信局（站站）电源系统统总技术要求求》对交流不不间断电源设设备的可靠性性规定如下：：在使用寿命命期间内，MTBF应≥1×105h，即11.4年，现在进入入中国市场UPS的MTBF一般都在10万小时以上上，有的UPS标明MTBF是330万小时，不不同品牌UPS的可靠性指指标是有明显显差别的。大大量的UPS运行实践表表明：额定输输出功率大于于15KVA的大容量UPS，其MTBFF值较大，可可靠性也较高高。因此，当当我们在规划划、设计给IDC机房/电信机房网网络服务器等等重要负载供供电的UPS时，应尽可可能地选用大大容量的UPS主机和釆用集集中供电设计计方案。选择UPS的额定容量量的基本原则则是总视在功功率、总有功功功率P、总无功功功率都必须满满足负载要求求。选择UPS的额定容量量时还必须考考虑冲击电流流、峰值电流流、过载能力力、负载突变变等因素，必必要时进行补补偿。另外UPS的额额定容量不宜宜接近负载功功率。因为UPS长期处处于重载运行行状态，逆变器输出出波形将发生生畸变，输出出电压会大幅幅度波动，造成UPS的性能和可可靠性下降，所所以极易造成成网络服务器器等重要负载损坏坏和UPS逆变器损坏坏；UPS额定容量也不宜较负载载过大，UPPS过度轻载载运行虽有利利于降低逆变变器的损坏概概率，但可能能造成大量的的空载损耗和和蓄电池的深深度放电。所所以UPS负载量不宜宜长期超过其其额定容量的的70%，也不应低低于其额定容容量的20%。双变换在线式UUPS电源能够确保负载载与市电处于于真正“隔离”状态，十分有利于于避免来自市电电的各种“干扰”串入到用户户的负载上，其其处理电网干干扰的能力最最强。为确保保网络服务器器等重要负载载的正常工作作，尽可能创造优良的电电源运行环境境，所以应首选双双变换在线式式UPS。在线式UPS有高频机和和工频机两种种机型。高频频机输出一般般不带隔离变变压器，输出出零线一般存存在高频电流流，主要来自自UPS高频逆变器器的脉动电流、负负载的谐波干干扰等，其干干扰电压不仅仅数值高而且且难以消除，容易提高输出端的零-地电压。工频机一般带隔离变压器，其输出端的零地电压较低，而且高频分量较少。大量运行实践证明，如果UPS输出端中线对地线的“干扰”电位大于1V，容易导致计算机网络数据通讯的误码率增高。所以对于计算机网络的通信安全来讲，降低零-地电压非常重要。还有一些负载要求输入与输出全隔离，所以UPS必须配置输出隔离变压器。但需要注意的是，工频UPS虽然标准配置输出变压器，但其隔离效果不一定完善，主要是由于一些工频UPS的旁路电源连接到UPS的市电输入，所以UPS的输出隔离变压器的中性线与UPS输入市电的零线也连通，所以只有带双隔离变压器才能将逆变输出与UPS市电输入和旁路输入完全隔离。工频机在抗干扰方面优于高频机，所以对于给网络服务器等重要负载供电的UPS还应以工频机为首选。选择UPS除了根据各种UPS的抗干扰性能以外，还应参考UPS的设计、制造、配套、服务等综合质量，应选择全数字化、高标准的常规指标、高效率低噪声的UPS。大型UPS应具有蓄电池智能化管理功能，以延长电池的寿命。必须选用高质量量的蓄电池才才能保证UPS主机的可靠靠性。鉴于市市场上的密封封免维护蓄电电池质量良莠莠不齐，蓄电电池的品牌的的选择顺序应该是：国际际的名牌厂家家、国内的合合资企业、引引进技术生产产的大型国内内企业、一般国国内企业。就蓄电池的的选型方面来来说：阀控吸吸附式蓄电池池比阀控式胶胶体蓄电池寿寿命短，12V蓄电池比2V蓄电池的寿寿命短。综上所述，选购购UPS应遵循以下下基本原则：：选择抗干扰性能能较好的在线线双变换式工频频UPS主机。选择旁路输出带带隔离变压器器的UPS。输入功率因素大大于0.9的UPS，具有恒压压限流功能的的UPS。选择优秀品牌和和负载量在20%～70%的UPS主机。选择优秀品牌和和总容量≥2h的≥2组的蓄电池组。选择电磁兼容性性好、电池自动管管理功强的UPS。选择操作简便，能能够避免误操操作的UPS。选择并机冗余性性能较好的UPS。选择操作简便，能能够避免误操操作的UPS。UPS并机系统统的可靠性随着Interrnet网络、电子子商务、IDC机房的飞速速发展，用户户对UPS电源系统的的可靠性提出了更更高的要求，但但是，如果从从UPS单机的角度度来看，无论论其技术如何何发展，仍然然摆脱不了容容量和可靠性性的限制。这这是因为对于于可靠性为99.9999％的UPS产品来说，它在一年年中可能造成成的互联网的的停机时间长长达315s，即使将UPS产品的可靠靠性提高到99.9999999％，在一年中中可能造成的的停机时间仍仍有320ms之长。对于IDC机房而言，如如果真的发生生长达320ms的停机故障，它会带来来巨大的损失。这这是因为当前前多数计算机机所允许的瞬瞬间供电中断断时间为10～18ms，否则就会造造成网络服务务器的重新启启动或硬盘损损坏。因此，要要想保证网络络服务器等重重要负载连续续不间断的运运行，单纯靠靠提高UPS单机的可靠靠性是没有出出路的。我们们只能制备出出故障率越来来越低的UPS产品，还制造不出出故障率为零零的UPS产品。解决UPS输出出单点瓶颈的的措施那么如何实现UUPS的容量和可可靠性的提高高呢？在单机机的基础上，我我们可以通过过增加一定的的冗余来提高高UPS电源系系统的可靠性性。当使用1台UPS向网络电源源系统供电，一一旦这台UPS出现故障而而断电，整个个网络就会瘫瘫痪,这就形成了了单点瓶颈。解解决UPS输出单点瓶瓶颈的主要措措施有以下三三种：双机主从式热备备份。将作为为从机的UPS输出接到主主机的旁路输输入，平时由由主机供电，从从机处于备份份。当主机故故障时，负载载切换至主机机旁路，由从从机承担供电电任务。此电电源系统结构构和控制比较简单，但但存在两机的的元件老化程程度不均匀、电源系统负负载不能超过过单机容量而而且以后无法法扩容的缺点点。并机式热备份。两两台或多台UPS并联运行，同同时向负载均均分供电，当当其中一台故故障时，该UPS从电源系统统中脱离，由由剩余UPS均分负载。此此方案的优点点是易于扩容容，通过冗余备备份能够提高供电电的可靠性，但但也存在各UPS在向负载供供电同时，还还在UPS内部的逆变变器间形成环环流缺点，当当环流过大，将将直接危及逆逆变器安全。一一般来说，供供电电源系统统中并机数量量越多，UPS电源系统发发生故障的概概率也越大。选择式热备份。两台UPS同时工作，通过静态开关选择其中一台UPS的输出向负载供电，UPS分别互为备用，只有当两台UPS同时故障时，电源系统将负载切至两台UPS共同的静态旁路，由市电继续向负载供电。该方案没有上述故障点，任何一台UPS局部或整体发生故障，电源系统仍能继续向负载供电，由于只有一台逆变器真正输出，故也不存在逆变器间的环流，但是静态开关成了单点瓶颈，此模式类似单机运行模式，带载能力相对差且不易扩容。以上三种冗余方方式中，并机机式热备份可可靠性最高。即即由2台以上的UPS并联向网络络电源系统供供电，至少冗冗余一台UPS的容量，那那末即使1台UPS出了故障，其其他的UPS仍可正常向向网络电源系系统供电，没没有单路瓶颈颈问题，这样样UPS电源系系统可靠性就就大大提高了了。并联系统结构的的可靠性2台或2台以上上UPS并机工作，只只要有一台UPS不失效就能能保证整个系系统正常工作作的并机系统统叫做并联冗余余系统，其可靠靠性结构如图3。图3根据图3，我们们得出并联电源源系统的各组组成部分必须须同时发生故故障才能引起起电源系统的的失效，所以以并联电源系系统的总可靠靠度R(t)为：RS(t)=11-〔1-R1(t)〕·〔1-R2(t)〕···〔1-Rn(t)〕｝（公式4）从公式18可见见并联的电源子系统越多，电电源系统的总总可靠度越大大。并联电源源系统的总可可靠度大于任任何一个子系统的可靠靠度。所以当一台UPS组成的电源源系统的可靠靠性指标无法法满足网络服服务器等重要要负载要求时时，我们可以以采取增加并联UPS的数量来增加加电源系统的的可靠性。UPS并联组成的的电源系统不不仅能够提高高UPS的可靠性，而而且还能增加加UPS电源系统的的容量。两台UPS并机机冗余UPS主机可以以通过外加并并机柜方式并并联，并机柜柜提供同步和和均流控制，同同时提供并联联电源系统的的总静态旁路路；也可以在在每台UPS内安装一套套逻辑控制板板，控制各台台机器的同步步及均流输出出，UPS输出直接.并联。UPS并联必须满满足以下条件件：相位和幅值相同同，以保证UPS之间无破坏坏性的环流产产生。负载均分。两台台UPS并联后，每每台UPS输出电流均均为负载电流流的一半。统一切换。当并并联UPS电源系统中中任何一台的的逆变器出现现故障（包括括过载、短路路和电池过放放电而停止工工作等）时，均均不能将本身身的负载单独独转到旁路通通道，而是将将负载分配到到与其并联的的其它UPS上去，只有有并联电源系系统中所有UPS的逆变器都都停止工作时时，才集体转转到旁路上。目前的并联电源源系统中，主主要是包括整整流器输出并并联、逆变器输出出并联、静态态旁路并联。正常时时两台整流器器同时向两逆逆变器供电，并并向两组电池池充电，蓄电电池组也可以以并联，甚至至几台UPS公用一套电电池组。两台UPS平时可各带50％负载，当当一台UPS有故障时，另另一台可带100％负载继续续供电。当两两台UPS同时有故障障时，可经UPS静态旁路开开关转到旁路路供电。图4是两台UPS并联冗余连接的原原理图。图4图4就是把2台台具有直接并并机功能的UPS输出端直接接连接在一起起，UPS内置的并机机板实现并机机UPS的输出同相相位、等电压压、负载均分分，并机UPS之间的环流流小于1%，同时UPS具有的高级级并机管理功功能，使得整整个并机电源源系统的操作作与单机的操操作完全相同同，通过操作作并机电源系系统中任何一一台UPS的面板，就就可以操作整整个并机电源源系统。该电电源系统将两两台UPS的电池组输输入，整流器器输出及逆变变器输出并联联，并共用旁旁路，正常时时两台整流器器同时向两逆逆变器供电，并并向蓄电池组充电。蓄电池组是影响UPS解决电源故故障能力的关关键部件之一一，所以蓄电电池组应采用并联联冗余，同时时两台UPS的整流器也也应采取并联联工作的方式式。这样可以以大大降低蓄蓄电池或整流流器失效对UPS所产生的影影响。1+n并机冗余余电源系统的的可靠性1+n并联冗余余即1台UPS工作，n台UPS并联冗余，1+n并联冗余系统统中只要有1台UPS正常工作，网网络服务器等等重要负载就就能保证正常常工作。1++n电源系统的的可靠度为：（公式5）1+n并机冗余余电源系统nn=0～9的可靠性分布布如图5。图5由图5可见，随随着并机数量量的增加，11+n并机冗冗余电源系统统的可靠度也随着增长长，但是并非非随n的增加而线线性增长，随随着并机数量量的增加，11+n并机冗冗余电源系统统的可靠性增长长幅度逐渐减减小，尤其当当单机可靠度达达到0.9以上、n由1增加到2及以上时，即即1+1增加到1+2以上时，系系统总可靠度度的增加效果果不明显。显显而易见1+1并机冗余电电源系统的可可靠性增长幅幅度最大。另另外在1+n并机冗冗余电源系统统中，n≥2时，工程造价价过高，一般般工程很难承承受，所以实实际中很少采采用n≥2的1+n并机机冗余电源系系统。n台UPS并联联，必须保证证每台UPS的输出电流流是总输出电电流的1/n，至少其相相互之间的最最大不平衡度度要在要求范范围内（一般般是小于2%）。这个指指标就限制了了并联台数的的增加，在市市面上，我们们可以看到各各个品牌实现现并机的台数数也不完全一一样，一般可可做到4台并联，有有的可高达9台并联。n+1并机冗余余电源系统的的可靠性n+1并机冗余余电源系统是是在n台UPS并机工作的基基础上，再并并联一台的UPS单机进行冗冗余备份。n+1并机冗冗余供电系统中有有任何1台设备失效效，系统都能正常工作作，所以n++1并机冗余余电源系统又又叫做表决电电源系统，在实际应用用中被广泛采采用。为使n+1并机冗冗余电源系统统具有必要的“容错”功能，要求求用户的最大大负载量不应应超过n台UPS单机的总输输出功率。当当n+1并机冗冗余电源系统统正常工作时时，由n＋1台UPS单机来平均均分担负载电电流。当某台台UPS出故障时，其其余的UPS将自动重新分担负载载电流。在转转换期间，UPS的输出供电电没有任何间间断，完全保保证负载连续续运行的需要要。在故障UPS维修完成后后，同样可以以无间断地重重新并入电源源系统。n+1并机冗余余系统的可靠靠度计算如公公式6。(n≥1)（公式6）n+1并机冗冗余系统，n=1～9时的可靠度度如图6。图6从图6中可以看看出n越大n+1并机冗余系统统的可靠度越越低；当单机可靠靠度大于90%，而且n≤4时，n+1冗余系统的的可靠度与单单机可靠度相相比有所加强强；当n≥5时，n+1冗余系统的的可靠度一般般比单机可靠靠度小。这时时要提高n+1并机冗冗余电源系统统的可靠性，必须提高单机的可靠度。从图6可见当nn=2、单机可靠靠度≤50%时，n+1冗余并机系系统的可靠度度小于单机的可可靠度，而当n=2、单机可靠靠度≥50%时，n+1冗余并机系系统的可靠度度大于单机的可可靠度。即：：2+1并机冗余电电源系统只要要单机可靠度度大于0.5，系统的可可靠度比单机机有了较大幅幅度的增高。2+1并机冗余电电源系统就是是（2/3）表决电源源系统，其电源系统统可靠度计算算公式为：-2（公式7）因此，当最经济济可靠的“1＋1”型并机冗余电源源系统容量不不能满足负载载要求时，“2＋1”型UPS并机冗冗余电源系统统就成为最佳佳选择。在设计相同输出出功率的电源源系统时，宜选用UPS单机容量大大、可靠性高高、并机数量量少的n＋1型冗余并机机电源系统，典典型配置为11+1和2＋1冗余并机电电源系统。不不宜选用UPS单机容量小小、可靠性低低、并机数量量多的n＋1型冗余并机机电源系统，比如：5＋1及以上并机电源系统。这是因为后者存在故障率高、设备采购成本高、机房局部承重超标等弊端。所以给网络服务器等重要负载供电的UPS并机台数增加到3台以上时，就应该采取分散供电，重新建设冗余并机电源系统.n+m并联联冗余电源系系统的可靠性性随着国民经济的的发展网络设备的不不断增加，对对UPS容量的要求求越来越大。大大容量的UPS供电系系统有两种构构成方式：一一种是采用单单台大容量UPS；另一种是是在UPS单机内部采采用功率模块块组成n＋m冗余并联结结构。前者的的缺点是成本本高、可靠性性差，一旦出出现故障将会会引起供电瘫瘫痪。后者的的好处是提高高了供电的灵灵活性，提高高了UPS的可靠性、同时动态响响应快，可以以实现标准化化，便于维修修更换等。在在设计UPS供电电源系系统时，应时时刻牢记：可可靠性第一、成成本第二，即即成本服从于于可靠性的设设计原则。当当电源系统必必须扩容并机机时，n+m是目前最可可靠的供电结结构。n＋m冗余并联技技术是专门为为了提高UPS的可靠性和和热维修,也称作热插插拔和热更换换（hotplluginn）而采用的的一种新技术术。所谓n＋m冗余并联，是是指在一个UPS单机内部，采采用n＋m个相同的电电源模块（powerrsuppplyunnits，简称PSU）并联组成UPS整机。其中中n代表向负载载提供额定电电流的模块个个数，m代表冗余模模块个数，也也就是电源系系统可以同时时承受的故障障UPS数，当m越大，电源源系统的可靠靠度就会越高高，但UPS电源系统的的成本也越高高。在正常运运行时UPS由n＋m个模块并联联向负载供电电，每个模块块平均负担1/(n＋m)的负载电流流，当其中某某一个或k个（k≤m）模块故障障时，就自行行退出供电，而而由剩下的nn＋（m－k）个模块继继续均分负载电流流，从而保证证了网络服务务器等重要负负载的不间断断供电。n+m并联冗余电电源系统也就就是n/(n++m)表决电源系系统，其可靠度的计算公式式如公式8。（公式8）单机可靠度为00.9、0.8、0.7时，并机数数量n为1～10台、冗余数数量m为0～10台的电源系系统可靠度分分布如图7、图8、图9。图7图8图9n+1并机冗余余电源系统的的可靠度不能能满足要求时时，必须采用用(n+m)并机冗余电电源系统，比比较图7、图8、图9三个图形中中可以看出::随着冗余数数量m增加，(n+mm)并机冗余余电源系统的的可靠度开始始增加较快，以以后趋缓，也也就是说冗余余数量m超过n时，再继续续增加m，对于提高高(n+m)并机机冗余电源系系统的可靠度度没有明显效效果。所以冗冗余数量m的选定应根根据并机数量量n和单机可靠靠度共同来确确定，单机可可靠度低，冗冗余数量m应该增加，一一般来说m≤n；当并机数数量n增加时，m也应该增加加。综上所述，提高高UPS电源系统给给网络服务器器等重要负载载供电的可靠靠性除了选择择优秀的UPS主机以外，采采用1+1、2+1或者n+m并机冗余电电源系统是提提高系统容量量和可靠性关关键。单路瓶瓶颈问题是制制约UPS供电系统可可靠性的主要要症结，而解解决单路瓶颈颈问题的唯一一途径就是采采用适当的并并联冗余。当当单机容量能能够满足负载载需要时就尽尽量采用1+1并联冗余系系统；当必须须两台以上并并联才能满足足负载需要时时，就采用2+1或n+m（m≤n）并机组和系系统。两台UPS11+1冗余并机给网络服服务器单路供供电的可靠度度据有关资料统计计：79%的故障来源源于输出端与与负载之间的的供电线路，例如保险丝丝烧毁、断路路器跳闸、不慎“短路”等；11%的故障来源源于UPS机组及电池池组；其他故故障占10%左右。所以提高UPS电源系统给给网络服务器器等重要负载载供电的可靠靠性除了建设设优秀的UPS并机冗冗余电源系统统以外，还必必须重视和改改善网络服务务器等重要负负载的输入配配电电路和电电源的可靠性性。这些组成成部分看起来来比较简单，实实际的故障率率却高于UPS电源系统，主主要原因是很很多配供电线线路采用单路路空开输出到到单路网络服服务器电源，对对网络服务器器来说存在着着严重的单路路瓶颈。图13就是采用1+1并机冗余的UPS电源系统，从从UPS配电箱单路路输出给单路网络服务务器电源的电路模型。前部市电通过ATS进入通信电源机房房的交流配电电屏（柜），从从交流配电柜柜的两个断路路器接到两台台UPS的市电输入端，两两台UPS的输出直接接在UPS配电箱并联联或通过并机机柜并联，然然后连接到UPS配电箱。UPS并机冗冗余供电方式式同时具有容容错和扩容双双重功能，是是目前比较理理想的并机冗冗余方式之一一，但是给网络络服务器等重重要负载的供供电只能从输输出配电箱单单路引出，所所以仍然存在在从市电输入入—机房市电输输入开关—机房交流屏屏和从UPS并机输出配配电箱—支路开关—网络服务器器插座—网络服务器器电源的两个单路的瓶瓶颈。图10为计算方便，暂暂时不考虑旁旁路通道和维维修通道的辅辅助作用，把把蓄电池和UPS主机的可靠靠度性合在一起起计算UPS整机的可靠靠度。假设市市电的可靠度度为1，假定UPS供电系统各各组成部分的的可靠度如表表1。机房市电输入开开关（R1）交流屏UPS支支路开关（R2）UPS整机（RR3）UPS并机配电电箱(柜)（R4）UPS输出支路路开关（R5）网络服务器插座座（R6）网络服务器开关关电源（R7）自动切换静态开开关（R8)0.99980.99980.99900.99970.99980.9950.99920.9995表1网络服务器设备备电源的可靠靠度计算如公公式9：Rs=R1*RR2*[1-（1-R3**R4）²]*R5**R6*R77=0.999361（公式9）从公式9中可见见两台UPS并机后单路输出供供电的电路模模型中网络服服务器电源的的可靠度较低低，同时也低低于表9中电源系统各各组成部分的的可靠度。主主要原因是UUPS输入和输出出两侧都存在在单路瓶颈。它们们任何一个环环节出故障都都会使网络服服务器宕机。两台独立工作的的UPS分别给两路路网络服务器器冗余电源供供电的可靠度度在UPS输入侧侧建立同时工工作或者无中中断切换的两两路市电是很很难的，但是是我们可以想想办法建立网网络服务器等等重要负载的的双路输入电电源，即双路路供电。具体体解决方案如如下：网络服务器设置置硬件双备份份，由UPS输出配电箱内内的两个独立立的分路开关关分别输出到网网络服务器的的两个插座上上，如图11、图12。限于技技术和成本条条件的限制，有有些重要负载载的附属设备备如：SCP中的网络交换机机、路由器、防防火墙等采用用单电源供电电方式，为了了提高可靠性性只能而采取了了两套硬件双备备份的配置方方案，保证在在一路网络服务器器电源发生故故障的情况下下，仍然有一一个网络服务务器正常供电电，所以大大大提高了网络络服务器电源源的可靠性。配置SSI标准准并机冗余电电源的网络服务器器。一台配置置了SSI标准的并机机冗余电源的的网络服务器器具有两个电源插头，分别接到两路电源源插座上，如图11、图12。图11是两台UUPS不并机，分别独立输输出两路给网网络服务器的的两路冗余电电源供电的具具体电路模型型。图11两台UPS分别别独立输出两两路给网络服服务器设备电电源供电的可可靠度计算如如公式10。Rs=R1*RR2*［1-（1-R3**R5*R66*R7）2］=0.999955（公式10）两台UPS11+1冗余并机分别给两两路网络服务务器冗余电源源供电的可靠靠度两台UPS11+1冗余并机，输出双路分别别给两路网络络服务器冗余余电源供电。其其电路模型如如图12：图12两台UPS11+1冗余并机分别给两两路网络服务务器冗余电源源供电的可靠靠度计算如公式11。Rs=R1*RR2*[1-（1-R3**R4）²]*[1-（1-R5**R6*R77）²]=0..999566（公式11）两套1+1并机机冗余的UPSS系统输出双路总线分别给两两路网络服务务器冗余电源源供电的可靠靠度对于具有两套UUPS并机电源系系统的通信机房，其其网络服务器器等重要负载载供电可以采取每套UPS并机冗余电源系统统各输出一路路总线，分别别给网络服务务器电源供电电。具体电路路结构如图13。图13两套1+1并机机冗余的UPSS系统输出双路总线分别给两两路网络服务务器冗余电源源供电的可靠靠度计算如公公式12。Rs=[1-[[1-R1**R2*[11-（1-R3**R4）²]*R55*R6*RR7]²=0..9999559（公式12）两套1+1并机机冗余的UPSS系统输出双路总线单路零切换给网络服务器器冗余电源供电电的可靠度对于只有一路输输入的网络服服务器等重要要负载，除了了1+1并机冗余的UPS单路输出给给网络服务器器单电源供电电以外，还可可以利用两套1+1并机冗余的UPSS输出的双路总线，采取零零切换切换给给网络服务器器单电源供电的方方式，两套11+1并机冗余的UPSS电源系统平平时需要同步步工作，分别别提供一路输输出作为总线线电源，同时时1+1并机冗余的UPS电源系统也也可以给各自自的其他负载提供供电源。通过过零切换静态态开关给网络络服务器等重重要负载提供供单路电源，静静态开关平时时只使用一套套并机电源系系统的总线支路输出出，当发生故障时时自动切换到到另一套并机机电源系统的的总线支路上。将正正常工作的11+1并机冗余的UPSS的输出电压压不间断地转转接过来，保保证了供电的的连续性。其其电路模型如如图14。图14两套1+1并机机冗余的UPSS系统输出双路总线零切换单路给给网络服务器器冗余电源供电电的可靠度计计算如公式13。Rs=[1-[[1-R1**R2*[11-（1-R3**R4）²]*RR5*R8]]2*R6*RR7=0.9998399（公式13）综述上述各种网络服服务器供电的相对可可靠度计算如如表2。序号UPS和网络服服务器电源的的供电系统组组成方式系统的相对可靠靠度1两台UPS11+1冗余并机给网络服服务器单路供供电0.9936112两台UPS分别别独立输出两两路给网络服服务器设备电电源供电0.9995553两台UPS11+1冗余并机分别给两两路网络服务务器冗余电源源供电0.9995664两套1+1并机机冗余的UPSS系统输出双路总线分别给两两路