6.2 在2N系统中，模块化UPS整机设备的可靠性

　　在2N系统中，UPS运行的最大的一个特点是：在大容量集中供电(负载是几十或几百双输入服务器)系统中，每个支路的负载量基本上是平衡的且都小于设计额定量的50%，这种特殊的工作状态决定了模块化UPS的可靠性具有非常明显的优势。

　　以400kVA系统为例：

　　系统输出总量：400kVA;

　　由模块化UPS组成2N系统;

　　模块化UPS功率模块容量和数量：40kVA;11台。组成10+1冗余系统;

　　每路模块化UPS的实际负载量<200kVA;

　　模块化UPS的实际冗余量：5+6。

　　在这个系统中，7个模块同时故障才可能造成系统故障，这是不可能的，利用下面公式可以计算这种状态下的模块化UPS设备的可靠性：

　　式中：R=0.9，m=6, n=5。

　　计算结果是：

　　也就是说，在400kVA 2N系统中，在400kVA单机UPS和模块化UPS功率模块(40kVA)的可靠度都是0.9的情况下，单机UPS的故障的概率是0.1，而10+1模块化UPS整机的故障概率是0.00002，两者相差5000倍。

　　7 关于供电系统双总线(2N)方案的结构设计

　　当代数据中心的供电系统大都采用了双总线(2N)方案，其拓扑结构如图1所示：

图2 双总线供电结构拓扑图

　　在构建2N方案时，要注意以下三点：

　　(1)“故障容错”指的是整个供电系统

　　《ANSI/TIA -942-2005数据中心通信基础设施标准》等级IV规定的故障容错系统是指从交流输入到为IT设备机架配电的整个供电系统，而很多数据中心设计者只注意到了UPS系统，这是一种错误的理解。

　　在交流输入系统中，设计者通常在市电输入与油机输入之间只配置一个ATS转换开关，显然这个ATS就是整个供电系统中的一个单路径故障点。

　　图2是一个完整的故障容错系统，在这个系统中，冗余的环节和设备是：

　　①市电+变压器∥油机;ATS1∥ATS2;

　　②配电1∥配电2;配电3∥配电4;

　　③UPS1∥UPS2;配电5∥配电6。

　　(2)建立双总线系统时一个重要的要求是两条总线的“隔离”功能

　　很多供电方案设计者在双路UPS的输出端配置静态转换开关STS，以便对单电源负载供电，如图3(a)所示，其结果是破坏了UPS双总线供电系统的高可用性功能。问题发生在两路UPS输出是通过STS静态转换开关向负载供电的。STS安全转换的重要条件是两路进线电压必须同步，所以两路总线UPS之间就需要加入总线同步器，该环节可使两路UPS输出电压同幅同频同相。其结果是使UPS1和UPS2不能完全隔离。另外，根据可靠性科学的相关性理论，由于两个不完全隔离的设备之间存在着故障的相关性，一路UPS故障时可能诱发另一台UPS同时故障。图3(b)是UPS环节的可用性模型图。