Porównne dotępnośc różnych, ndmrowych konfgurcj zln zf przemyłowych Whte Pper 48
Strezczene Przełącznk źródeł zln orz dwutorow dytrybucj zln przętu IT łużą zwękzenu dotępnośc ytemów oblczenowych. Sttytyczne technk nlzy dotępnośc ugerują, że tneją duże różnce mędzy różnym powzechne używnym metodm. W nnejzym rtykule zbdno pod kątem ndmrowośc różne rchtektury elektryczne, które ą toowne w obecnych środowkch o znczenu krytycznym. Ntępne przeprowdzono nlzę dotępnośc tych rozwązń. Anlz określ, któr metod zpewn njlepzą ogólną wydjność orz porównuje lterntywne rozwązn pod względem wydjnośc orz wrtośc. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 2
Wtęp Sprzęt z ndmrowym zlczm jet tkże określny jko przęt z podwójnym zlnem, ponewż zwer ndmrowe zlcze z oddzelnym kblm. Korzytne ze przętu z podwójnym zlnem to njlepz prktyk, któr ułtw zchowne optymlnej dotępnośc zln dl przętu IT orz zpewn wymgną ndmrowość zpobegjącą przetojom powodownym pojedynczym wrm zln. T dodn ndmrowość powoduje równeż uprwnene konerwcj ytemu zln. Netety wękzość dzejzych środowk o znczenu krytycznym ne korzyt w pełn z tej njlepzej prktyk. W nnejzym rtykule przedtwono różne ytemy elektryczne, które możn zmplementowć w obecne toownych centrch dnych. Metody dytrybucj zln do zf Ilutrcje przedtwone ponżej tnową omówene różnych metod mjących n celu zwękzene dotępnośc przętu montownego w zfch, jednk mją one ztoowne tkże w przypdku modzelnego przętu. Wybór tych różnych metod m zzwyczj n celu uzykne żądnego pozomu dotępnośc, przy czym zkłd ę, że drożze metody pozwlją uzykć wyżzy pozom dotępnośc. N ryunkch 1 2 przedtwono częto toowne dzj pooby dytrybucj zln do zfy centrum dnych. Ryunek 1 Typowe zlne przętu montownego w zfe Ryunek 2 Typowy centrlzowny ytem zln Montor Montor Klwtur L t w Klwtur Pmęć mow Zlcz UPS do montżu w zfe Zlne z dużego 3-fzowego zlcz UPS Pmęć mow z l j ą c 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 3
N ryunku 1 przedtwono typową dytrybucję zln do przętu montownego w zfe w młych lub średnch centrch dnych zfch kblowych. To konfgurcj z wewnętrznym zlczem kumultorowym UPS orz zbezpeczenem przecw przepęcom. W przypdku centrów dnych, w których używ ę dzeątek lub etek zf, częścej potykną konfgurcją jet t przedtwon n ryunku 2, z jednym dużym centrlzownym zlczem UPS. Żdn z tych konfgurcj ne cechuje ę ndmrowoścą zln w dytrybucj zln do zf. W nnych rchtekturch elektrycznych wykorzytuje ę urządzen łużące do przełączn z głównego źródł zln n pomocncze. Do tkch urządzeń możn zlczyć ttyczny przełącznk źródeł zln (Sttc Trnfer Swtch, STS) orz utomtyczny przełącznk źródeł zln (Automtc Trnfer Swtch, ATS). Ob urządzen mogą meć moc od 1 kw do pond 1 MW. Szczegółowy op tych urządzeń możn znleźć w dokumence APC Whte Pper 2: Powerng Sngle Corded Equpment n Dul Pth Envronment (dotępny tylko w języku ngelkm). Ponżej przedtwono ob typy tych przełącznków. 1-fzowy przełącznk ATS 3,2 kva do montżu w zfe 3-fzowy przełącznk STS 300 kva N ryunkch 3 4 przedtwono, w jk poób zlne może być dytrybuowne w dużych obektch o znczenu krytycznym. W obu przypdkch tneją dwe ndmrowe śceżk prowdzące do przełącznk STS, jednk źródł zewnętrzne obługujące zlcz UPS mogą być ndmrowe, w zleżnośc od tkch czynnków, jk kozty lub dotępność podtcj zljącej. Jedyną różncą mędzy tym dwom cenruzm jet to, że w konfgurcj przedtwonej n ryunku 3 ztoowno pojedynczy trnformtor z przełącznkem ttycznym, ntomt konfgurcj przedtwon n ryunku 4 wykorzytuje ndmrowe trnformtory. Jednk w obu przypdkch przełącznk STS, wyjścowy pnel rozdzelczy orz okblowne to potencjlne pojedyncze punkty wr. Te metody zpewnją pewną ndmrowość, jednk ztoowne pozotłych elementów bez ndmrowośc wąże ę z nebezpeczeńtwem wr potencjlnym trudnoścm podcz konerwcj. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 4
Ryunek 3 Ndmrowość obcążen z ztoownem przełącznk STS L t w Montor Podtwowy tor zln Zlcz UPS 1 Zlcz UPS 2 Przełącznk STS Ltw zljąc PDU z przełącznkem STS Trnformtor obnżjący npęce Pnel rozdzelczy z l j ą c Klwtur Pmęć mow Dodtkowy tor zln Ryunek 4 Ndmrowość obcążen z ztoownem przełącznk STS (ndmrowe trnformtory) L t w Montor Podtwowy tor zln Zlcz UPS 1 Trnformtor 1 Ltw zljąc PDU z przełącznkem STS Przełącznk STS Pnel rozdzelczy z l j ą c Klwtur Pmęć mow Zlcz UPS 2 Trnformtor 2 Dodtkowy tor zln Konfgurcje przedtwone n ryunkch 3 4 to ulepzen konfgurcj centrów dnych przedtwonych n ryunkch 1 2, jednk ne zpewnją one pełnej ndmrowośc. Mmo, że dodno ndmrowy zlcz UPS orz trnformtor, przełącznk ttyczny, pnel rozdzelczy orz okblowne tnową pojedyncze punkty wr. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 5
N ryunku 5 przedtwono rozwązne bez pojedynczych punktów wr, które cechowło konfgurcje przedtwone n ryunkch 3 4. Ogrnczene to uunęto dzęk przeunęcu ndmrowośc w tronę urządzen. W tym rozwąznu uunęto przełącznk STS dodno dodtkowy pnel rozdzelczy, przez co przeunęto ndmrowość blżej obcążen dzęk ztoownu przełącznk ATS. Kżde wyłączene przełącznk ATS zfy możn terz przeprowdzć bez zmnejzn obcążen. Mmo, że ten cenruz obejmuje ztoowne mnejzej lczby elementów bez ndmrowośc nż w przypdku cenruzy przedtwonych n ryunkch 3 4, przełącznk ATS zfy wcąż pozotje pojedynczym punktem wr, tk jk zlcz przętu. Ryunek 5 Ndmrowość obcążen z ztoownem przełącznk ATS zfy L t w Montor Klwtur Podtwowy tor zln Ltw zljąc PDU z l j ą c Pmęć mow Przełącznk RTS Zlcz UPS 1 Trnformtor 1 Pnel rozdzelczy 1 Dodtkowy tor zln Ltw zljąc PDU Zlcz UPS 2 Trnformtor 2 Pnel rozdzelczy 2 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0
N ryunku przedtwono, w jk poób możn uzykć pełną ndmrowość w tounku do obcążen, toując przęt z podwójnym zlnem z ndmrowym zlczm. Względem ryunku 5 w cenruzu tym wprowdzono dwe wżne zmny: uunęto przełącznk ATS ztoowno przęt o podwójnym zlnu. Pełn ndmrowość jet terz poprowdzon bezpośredno do obcążen. Nleży zuwżyć, że w celu zpewnen ndmrowośc ztoowno dodtkową ltwę zljącą. Rozwązne to cechuje ę wyoką dotępnoścą w porównnu do omówonych do tej pory, jednk jet ono njdrożze możn je toowć tylko z wykorzytnem pecjlne do tego przeznczonego przętu z podwójnym zlnem. Ryunek Ndmrowość obcążen z ztoownem przętu z podwójnym zlnem L t w z l j ą c 1 Montor Klwtur Pmęć mow L t w z l j ą c 2 Podtwowy tor zln Ltw zljąc PDU Zlcz UPS 1 Trnformtor 1 Pnel rozdzelczy 1 Dodtkowy tor zln Ltw zljąc PDU Zlcz UPS 2 Trnformtor 2 Pnel rozdzelczy 2 Archtektur przedtwon n ryunku 7 łączy rchtektury z ryunków 5 orz tnow lterntywne rozwązne obejmujące obcążene dl urządzeń z pojedynczym, jk podwójnym zlnem. To rozwązne wykorzytuje hybrydową kombncję omówonych wcześnej projektów. Pełną ndmrowość zln zpewnono dzęk ztoownu przętu komputerowego z podwójnym zlnem. W przypdku przętu z pojedynczym zlnem ndmrowość jet zchowywn do pozomu przełącznk ATS zfy, jednk przełącznk orz zlcze przętu ą terz pojedynczym punktm wr. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 7
N ryunku 7 przedtwono tkże dodne rozdzelene fzyczne. Tke rozwązne częto określ ę jko rozczłonkowne, gdze różne podytemy w yteme dytrybucj zln orz yteme zlczy UPS ą fzyczne rozdzelone. Rozdzelene fzyczne, pod wrunkem, że zotło włścwe wdrożone, może zpewnć, że powżne wre tke jk mechnczn wr jednego toru ne mją wpływu n drug tor (częt przyczyn wr). Ryunek 7 Ndmrow rchtektur obcążeń z pojedynczym lub podwójnym zlnem L t w Montor L t w Sprzęt z 2 kblm zljącym z l j ą c Klwtur Pmęć mow z l j ą c 1 2 Źródło 1 Zlcz UPS 1 Trnformtor 1 Pnel rozdzelczy 1 Fzyczne rozdzelene Źródło 2 Zlcz UPS 2 Trnformtor 2 Pnel rozdzelczy 2 Sprzęt z 1 kblem zljącym L t w z l j ą c Montor Klwtur Pmęć mow Przełącznk RTS 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 8
Archtektury omówone n ryunkch 3, 4, 5 orz 7 obejmują przełącznk źródeł zln. W przypdku jednego wękzego przełącznk źródeł zln jedn wr może powodowć przetój zncznej częśc przętu, ntomt wr mnejzego przełącznk przerwe prcę tylko jednej zfy. Dl nektórych użytkownków wr kżdej zfy wąże ę z konekwencjm odpowdjącym wr 50 zf, ntomt dl nnych korzytne jet ogrnczene zęgu wr do jednej zfy. W tym przypdku przełącznk ATS zfy zwękz dotępność dzęk ogrnczenu zęgu wr. Innym czynnkem, który nleży rozwżyć, jet cz potrzebny n nprwę tych przełącznków. Młe przełącznk źródeł zln możn ne nprwć tylko wymenć. Oprócz tego możn go w rze potrzeby zybko zbocznkowć. Wękzy przełącznk nleży ntomt nprwć, w zleżnośc od loklzcj, czynność t wykonywn n mejcu może zjąć prcownkow erwowemu klk godzn. Dgnotyk nprw ytemu będze wymgć dodtkowego czu, gdy technk ne będze dyponowć wymgną częścą zmenną, będze to ę wązć z utrtą dodtkowego czu. Dltego też podcz oceny nektórych brdzej zwnownych projektów, w celu podjęc optymlnej decyzj nleży wząć pod uwgę różne zgdnen. Cz nprwy uwzględnono w ttytycznym modelu dotępnośc opnym w ntępnej ekcj. Generlne przęt tylko z jednym kblem zljącym może znczne utrudnć tworzene środowk o znczenu krytycznym cechującego ę wyoką dotępnoścą. Dotyczy to zrówno przętu montownego w zfch, jk nnego przętu o znczenu krytycznym. Nwet przy możlwe njlepzej kontrukcj pojedynczy punkt wr w końcu powoduje wrę przetój. Jeżel wymgne jet prwdzwe środowko o wyokej dotępnośc, nleży ogrnczyć do mnmum lczbę punktów wr w dytrybucj, jezcze lepej cłkem je wyelmnowć. Podejśce do nlzy dotępnośc Anlzę dotępnośc wykonuje ę w celu określen wpływu korzytn z urządzeń z pojedynczym podwójnym zlnem. Wykonno pęć nlz dotępnośc: Studum 1 Obcążene z pojedynczym zlnem przedtwone n ryunku 2 Studum 2 Obcążene z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS przedtwone n ryunku 3 (pojedynczy trnformtor) Studum 3 Obcążene z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS przedtwone n ryunku 4 (ndmrowe trnformtory) Studum 4 Obcążene z pojedynczym zlnem z przełącznkem ATS zfy przedtwone n ryunku 5 Studum 5 Obcążene z podwójnym zlnem przedtwone n ryunku 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 9
W przypdku tych pęcu konfgurcj kombntorycznej nlzy lnernej, nczej chemtu blokowego nezwodnośc (Relblty Block Dgrm, RBD) użyto w celu zlutrown dotępnośc zln przy wyjścu. T metod modelown ytemowego jet njbrdzej bezpośredn dobrze ę prwdz w przypdku ytemów cechujących ę młą lczbą zmn tnu. Kombntoryczn nlz lnern oper ę n wykorzytnu zdefnownych dnych nezwodnośc, ntępne n oprcownu modelu ytemowego, który przedtw nlzowną konfgurcję. Ponewż nlz dotyczy wyłączne różnc mędzy konfgurcjm, zkłd ę dokonłe dzłne wzytkch nnych elementów poz ytemem UPS, w tym zln ec elektrycznej. Z tego powodu podne tutj dotępnośc będą wyżze nż w rzeczywtej ntlcj. Szczegóły tej nlzy zotły zmezczone w Dodtku. Dne użyte w nlze Wękzość dnych użytych w celu zbudown modelu elementów pochodz ze źródeł tron trzecch. Dne dl przełącznk ATS ą oprte n dnych zebrnych podcz użytkown przełącznków ATS frmy APC, które od około 5 lt znjdują ę n rynku zotły ztoowne w lcznych ntlcjch. W nlze ztoowno ntępujące główne elementy: 1. zck, 2. wyłącznk utomtyczne, 3. ytemy zlczy UPS, 4. ltwy zljące, 5. ttyczny przełącznk źródeł zln (Sttc Trnfer Swtch STS),. przełącznk ATS do montżu w zfe. Ltw zljąc kłd ę z trzech podtwowych elementów: wyłącznków utomtycznych, trnformtorów obnżjących npęce orz zcków. Pnel rozdzelczy ocenono n podtwe jednego głównego wyłącznk, jednego wyłącznk utomtycznego obwodu orz zcków; wzytke zck zotły połączone zeregowo. Przełącznk ATS zfy zotł użyty tylko w czwrtym tudum. Dodtek zwer wrtośc źródł wkźnk wryjnośc 1 MTTF orz wkźnk czu nprwy 1 MTTR dl kżdego z elementów rozdzelczych, gdze MTTF ozncz średn cz przedwryjny (Men Tme To Flure), zś MTTR ozncz średn cz nprwy (Men Tme To Recover). Wkźnk wryjnośc orz wkźnk nprwy wykorzytne w nlze zotły przedtwone w Dodtku. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 10
Złożen przyjęte w nlze Tk jk w kżdej nlze dotępnośc, tkże w tej nleży przyjąć pewne złożen, by tworzyć wrygodny model. Tbel 1 zwer podtwowe złożen przyjęte w tej nlze. Tbel 1 Złożen nlzy Złożene Wkźnk wryjnośc dl elementów Serwnc Dzłjące elementy ytemu Nezleżność wr Wkźnk wryjnośc dl okblown Błąd ludzk Dotępność zln jet njwżnejzym czynnkem Brk korzyśc z oddzelen wr Op Wzytke elementy poddne nlze wykzują tły wkźnk wryjnośc. Jet to njlepze złożene pod wrunkem, że przęt będze ekplotowny jedyne przez wyznczony cz użytkown. Jeśl urządzen byłyby ekplotowne po upływe czu użytkown, to wkźnk wryjnośc młby chrkterytykę nelnową. Zkłd ę, że dl n elementów w er dotępnych jet n erwntów. Zkłd ę, że wzytke elementy ytemu dzłją w cze, kedy nprwne ą elementy, które uległy wr. Modele zkłdją budowę opnych rchtektur zgodne z njlepzym rozwąznm w brnży. Wynk z tego brdzo nke prwdopodobeńtwo wytąpen typowych przyczyn wr propgcj z powodu ztoown zolcj elektrycznej fzycznej. Okblowne łączące elementy wewnątrz rchtektury ne zotło uwzględnone w oblczench, gdyż wkźnk wryjnośc okblown jet zbyt nk, by możn go było przewdzeć z pewnoścą dokłdnoścą ttytyczną. Poprzedn prc tkże wykzł, że tk nk wkźnk wryjnośc wpływ w mnmlnym topnu n ogólną dotępność. Mmo to, wzęto pod uwgę njwżnejze zck. W nlze ne uwzględnono czu przetoju wynkjącego z błędu ludzkego. Chocż błąd ludzk jet wżną przyczyną przetojów w centrch dnych, użyte modele mją n celu porównne rchtektur nfrtruktury zln orz dentyfkcję łbych punktów nfrtruktury fzycznej w tych rchtekturch. Pondto, brkuje dnych dotyczących wpływu błędu ludzkego n dotępność. Przeprowdzon nlz dotrcz nformcj dotyczących dotępnośc zln. Dotępność dnego proceu bzneowego będze zzwyczj nżz, gdyż przywrócene zln ne powoduje ntychmtowej dotępnośc tkego proceu. Sytemy IT zzwyczj wymgją czu n ponowne uruchomene; ten okre nepełnej dotępnośc ne zotł uwzględnony w tej nlze. Awr jkejkolwek zfy jet uwżn z wrę odpowdjącą wr wzytkch zf. W przypdku nektórych frm wr jednej zfy m mnejze konekwencje nż wr wzytkch zf. W tym przypdku w nlze zlety przypdków 4 5 zotną nedozcowne. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 11
Wynk Wżne jet, by zrozumeć, że celem tej nlzy jet porównne teoretycznej dotępnośc mędzy tudm. Ponewż wzytke elementy we wzytkch pęcu tudch mją tke me dne dotyczące wpółczynnk wryjnośc, jedyną różncą jet tylko lczb, wpółczynnk MTTR orz umezczene elementów. Metod t tnow brdzo efektywną demontrcję kutecznośc dotępnośc jednej rchtektury w porównnu z nną. Dotępność merzy ę z uwzględnenem zln wyjść urządzen o znczenu krytycznym. W kżdym tudum używne ą tke me dne dotyczące nezwodnośc elementów. W tudum 1 wr dowolnego elementu w łńcuchu powodowłby pdek obcążen. Jet to tudum wyjścowe. W przypdku tudów 2 3, by wytąpł pdek obcążen, wzytke elementy z kżdego ndmrowego toru mułby równocześne ulec wr. Jednk pdek obcążen byłby równeż powodowny wrą dowolnego pojedynczego elementu poz przełącznkem STS, w tym przełącznk STS. Wynk tego tudum jet nezwykły, ponewż ozncz, że ntlcj przełącznk STS m brdzo mły wpływ n zwękzene dotępnośc ytemu. Powodem jet to, że przełącznk STS ne cechuje ę znczne wękzą nezwodnoścą nż zlcz UPS, tk węc pozotje on wcąż pojedynczym punktem wr. Nleży równeż zuwżyć, że w tudum 2 wpółczynnk MTTR trnformtor mnmlzuje wzytke korzyśc wynkjące z korzytn z przełącznk STS. W przypdku tudum 4, by wytąpł pdek obcążen, wzytke elementy z kżdej ndmrowej śceżk mułyby równocześne ulec wr. Pommo, że jet to pojedynczy punkt wr, wpółczynnk MTTR przełącznk ATS zfy jet mły, możn go zybko wymenć, jeżel dotępny jet przełącznk zpowy. Kluczowy wnoek jet ntępujący: mmo, że przełącznk ATS zfy ne cechuje ę wękzą nezwodnoścą nż duży przełącznk STS, dużo nżzy wpółczynnk MTTR zpewn dużo wękzą korzyść pod względem dotępnośc. W przypdku tudum 5, by wytąpł pdek obcążen, wzytke elementy z kżdego ndmrowego toru mułby równocześne ulec wr. Tbel 2 zwer przegląd wynków pęcu oblczeń dotępnośc. Tbel 2 Podumowne wynków dotępnośc Studum Konfgurcj Dotępność Lczb 9 Studum 1 Urządzene z pojedynczym zlnem 99,985 % 3,8 Studum 2 Studum 3 Studum 4 Urządzene z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS (pojedynczy trnformtor) Urządzene z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS (ndmrowe trnformtory) Urządzene z pojedynczym zlnem z przełącznkem ATS zfy 99,9859 % 3,85 99,99715 % 4,5 99,999931 %,2 Studum 5 Urządzene z podwójnym zlnem 99,9999977 % 7, 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 12
T nlz lutruje znczene przętu z podwójnym zlnem w uzykwnu wyokej dotępnośc w dwutorowej rchtekturze elektrycznej. Zlety tk zwnownego projektu ne ą w pełn wykorzytywne w przypdku przętu z pojedynczym zlnem, le możn to poprwć dzęk ztoownu przełącznk ATS zfy. Wynk przedtwone powyżej wyrźne pokzują, że zpewnene ndmrowośc urządzen zwękz dotępność. Ryunek 8 demontruje, że nwet jeżel nezwodność (MTTF) produktu zwękz ę 10-krotne, wcąż ne zpewn to tkej mej dotępnośc, co w przypdku zetwu ndmrowego przy nżzym pozome nezwodnośc. Sytem ndmrowy zpewn prwe 100 % dotępność lub dużą lczbę 9. Ryunek 8 Dotępność MTTF 0,999995 0,999985 Ogóln dotępność ytemu 0,999975 0,99995 0,999955 0,999945 0,999935 0,999925 Smodzelny ytem Sytem ndmrowy 0,999915 50 000 107 000 14 000 221 000 278 000 335 000 392 000 449 000 50 000 53 000 20 000 77 000 734 000 791 000 MTTF (godzny) Wnok W przypdku wdrżn rchtektury o wyokej dotępnośc, nleży uwżne rozwżyć dytrybucję zln do zfy. Częto używne typy dytrybucj zln opne w tym rtykule różną ę o 10 000 pod względem kl wywoływnych przetojów. T nlz w przejrzyty poób demontruje znczene korzytn ze przętu z podwójnym zlnem w centrch dnych o znczenu krytycznym. Przedtwon nlz ugeruje, że pełn dwutorow rchtektur może zpewnć o 10 000 rzy krótzy cz przetoju nż projekt jednotorowy. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 13
Populrne toowne przełącznków źródeł zln w celu zwękzen dotępnośc urządzeń z pojedynczym zlnem dje wyoce zróżncowne wynk w zleżnośc od poobu wdrożen. W nektórych przypdkch nlz ugeruje, że ztoowne dużego przełącznk STS ne przyno prwe żdnych korzyśc. Ntomt po przeneenu przełącznk źródeł zln do zfy przetój ytemu powodowny przez wrę ytemu dytrybucj zln zmnejz ę 250 rzy. Oprócz tego montowny w zfe przełącznk źródeł zln zpewn dodtkowo możlwość zloklzown wr, ponewż wr wyłącz tylko jedną zfę. Co węcej, przełącznk źródeł zln montowny w zfe możn ztoowć w zleżnośc od potrzeb orz tm, gdze jet to wymgne w środowku z zlnem dwutorowym. Dne te ugerują, że populrne toowne ytemów STS do zln urządzeń z pojedynczym zlnem nleży poddć ponownej ocene że montowne w zfch przełącznk źródeł zln dją o wele wękze korzyśc przy porównywlnych koztch. Generlne nlz ugeruje ogólną zdę zwękzen ndmrowośc względem obcążen w celu zwękzen dotępnośc. Uwżn nlz pownn być zwze konecznym krokem wtępnym przy nwetownu w kżdy ytem o wyokej dotępnośc. Wybór rozwązn zleży od tego, le penędzy klent może przeznczyć n wzmocnene nfrtruktury elektrycznej. Klent mu dokłdne znć wój proce bzneowy, tk by możn było oblczyć kozty przetoju. Ten kozt pownen meć njwękzy wpływ n decyzję o nwetownu w dotępność. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 14
Dodtek Elementy wrtośc Element Zlcz UPS 75 kw / 750 kva Sttyczny przełącznk źródeł zln (Sttc Trnfer Swtch STS) Trnformtory obnżjące npęce utomtyczny Wkźnk wryjnośc Wkźnk czu nprwy Źródło dnych 4,0000E 0 0,125 Wkźnk wryjnośc pochodz z czopm Power Qulty Mgzne, wkźnk czu nprwy oprto n złożenu, że erwnt potrzebuje 4 godzn n dojzd ntępnych 4 godzn n nprwę ytemu. 4,100E 0 0,17 Gordon Aocte, Rlegh, NC 7,077E 07 0,0041 Średn cz mędzy wrm (MTBF) według podręcznk IEEE Gold Book Std 493-1997, tron 40, zś średn cz nprwy (MTTR) jet średną podną przez Mrcu Trnformer Dt 3,9954E 07 0,45455 IEEE Gold Book Std 493-1997, tron 40 zcków 8,988E 008 0,231 x wrtość podwn przez IEEE Oblczono n podtwe wrtośc w podręcznku IEEE Gold Book Std 493-1997, tron 41 Uwg Stoowny do dotrczn zln 480 VAC do ltwy zljącej. Uwzględnono ukłdy regulcj. Stoowne do obnżen npęc wejścowego 480 VAC do wyjść 208 VAC, co jet wymgne w przypdku urządzeń zlnych prądem o npęcu 120 VAC. Stoowny do zolown elementów od zln elektrycznego w celu konerwcj lub nprwy wr. Do trnformtor, jeden zck n przewód. Ponewż pomędzy elementm znjdują ę 2 zetwy zcków, w ume ztoowno zcków. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 15
Element Wkźnk wryjnośc Wkźnk czu nprwy Źródło dnych 8 zcków 1,1598E 007 0,231 8 x wrtość podwn przez IEEE Oblczono n podtwe wrtośc w podręcznku IEEE Gold Book Std 493-1997, tron 41 Przełącznk ATS do montżu w zfe 2,0E-0 3 Dne robocze dotyczące ndmrowego przełącznk frmy APC Uwg Z trnformtor, jeden zck n przewód plu zck n przewód neutrlny. Ponewż pomędzy elementm znjdują ę 2 zetwy zcków, w ume ztoowno 8 zcków. Oblczono, że średn cz przedwryjny (MTTF) przełącznk ATS frmy APC do montżu w zfe wyno 1 mlon godzn. Użyto bezpecznej wrtośc 500 000 godzn. Dotępność urządzen z pojedynczym zlnem [Studum 1] Dotępność urządzen z pojedynczym zlnem z ryunku 2 oblcz ę w oprcu o ntępujący chemt RBD. N ryunku 9 przedtwono górną wrtwę chemtu RBD, któr oblcz dotępność tcjonrną w oprcu o elementy er. Schemt RBD uwzględn rozzerzlne blok dl Częśc trnformtor Częśc pnelu podrzędnego. Rozzerzlny blok ozncz chemt RBD nżzego pozomu, który defnuje jego elementy podrzędne. Ułożene chemtu RBD w ten poób ułtw oblczen dotępnośc. Pnel rozdzelczy łuży do dytrybucj zln do przętu o znczenu krytycznym. Zwrtość tych bloków przedtwono n ryunkch 10 11. Ryunek 9 Urządzene z pojedynczym zlnem ë =8,988e-008 ë =8,988e-008 ë =4e-00 ì =0,125 ë =8,988e-008 utomtyczny Zck utomtyczny Zck Zlcz UPS 75 kw Zck utomtyczny ë =8,988e-008 Częśc pnelu rozdzelczego Częśc trnformtor Zck 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 1
Ryunek 10 Częśc trnformtor ë =8,988e-008 ë =7,077e-007 ì =0,0041 ë =1,1598e-007 utomtyczny Zck Trnformtory obnżjące npęce 8 Zck Ryunek 11 Częśc pnelu podrzędnego ë =1,1598e-007 utomtyczny Zck utomtyczny Dotępność ytemu z pojedynczym zlnem przedtwono ponżej n podtwe powyżzego chemtu RBD. Dotępność urządzen z pojedynczym zlnem [Studum 1] Nzw modelu Dotępność Nepełn Dotępność MTTR (godzny) MTTF (godzny) Roczny przetój (godzny) Urządzene z pojedynczym 99,98498 % 1,5021E-04 19,3 128 5 1,3158 zlnem Sytemy zlczy UPS 99,9940 % 3,5958E-05,5 180 291 0,31499 Częśc trnformtor 99,98879 % 1,1205E-04 85,5 73 201 0,98158 Częśc pnelu rozdzelczego 99,99978 % 2,1987E-0 2,4 1 092 825 0,0192 Ponewż nlzę przeprowdzono z wykorzytnem dnych o pęcu cyfrch znczących, nepełn dotępność to nn form przedtwen wynków. Oblcz ę ją jko (1 dotępność). 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 17
Dotępność urządzen z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS (pojedynczy trnformtor) [Studum 2] Metod dytrybucj przedtwon n ryunku 3 wykorzytuje przełącznk STS orz dodje ndmrowość do wzytkch elementów od trony przełącznk z wyjątkem trnformtor, który jet umezczony z przełącznkem. Dotępność tego cenruz oblcz ę w oprcu o cąg 7 RBD, które rozbto w celu zpewnen przejrzytośc. N ryunku 12 przedtwono górną wrtwę chemtu RBD. Sytem zlczy UPS jet jednym z dwóch bloków, co ozncz, że wzytke elementy w tym bloku ą ndmrowe. N ryunku 13 przedtwono blok Sytem zlczy UPS. Ryunek 12 Urządzene z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS 1 z 2 Sytemy zlczy UPS Przełącznk STS dytrybucj Ryunek 13 Sytem zlczy UPS ë =8,988e-008 ë =8,988e-008 ë =4e-00 ì =0,125 ë =8,988e-008 utomtyczny Zck utomtyczny Zck Zlcz UPS 75 kw Zck utomtyczny ë =8,988e-008 Zck Wzytke elementy w kerunku od przełącznk STS ą ndmrowe, jednk wzytke elementy w bloku Przełącznk STS dytrybucj, przedtwone n ryunku 12, to pojedyncze punkty wr. Blok Przełącznk STS dytrybucj zwer ytem przełącznk STS, częśc trnformtor orz częśc pnelu podrzędnego, zgodne z ryunkem 14. Sytem przełącznk STS umożlw wykorzytne znjdujących ę przed nm elementów ndmrowych. W yteme ztoowno wyłącznk, zck orz, co njwżnejze, przełącznk STS. Schemt RBD ytemu przełącznk STS zotł przedtwony n ryunku 15. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 18
Ryunek 14 Przełącznk STS dytrybucj Sytem STS Częśc trnformtor Częśc pnelu rozdzelczego Ryunek 15 Sytem przełącznk STS ë =4,1e-00 ì =0,17 Przełącznk trybu obejścowego utomtyczny ë =8,988e-008 Zck Zwrtość bloku Częśc trnformtor orz Częśc pnelu podrzędnego przedtwon n ryunku 14 zotł dlej podzelon n ryunk 1 17. Ryunek 1 Częśc trnformtor ë =8,988e-008 ë =7,077e-007 ì =0,0041 ë =1,1598e-007 utomtyczny Zck Trnformtory obnżjące npęce 8 Zck Ryunek 17 Częśc pnelu podrzędnego ë =1,1598e-007 utomtyczny 8 Zck utomtyczny Dotępność ytemu z pojedynczym zlnem przełącznkem STS z pojedynczym trnformtorem przedtwono ponżej n podtwe powyżzego chemtu RBD. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 19
Dotępność urządzen z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS (pojedynczy trnformtor) [Studum 2] Nzw modelu dotępność Nepełn dotępność MTTR (godzny) MTTF (godzny) Roczny przetój (godzny) Urządzene z pojedynczym zlnem z 99,9859 % 1,4041E-04 20,4 145 513 1,23002 przełącznkem STS (1 trnformtor) Sytemy zlczy UPS 99,99999987 % 1,2930E-09,5 5 025 125 28 0,00001 Pojedynczy zlcz UPS 99,9940 % 3,5958E-05,5 180 291 0,31499 Przełącznk STS dytrybucj 99,9859 % 1,4041E-04 20,4 145 518 1,23001 Sytem STS 99,99738 % 2,14E-05 5, 215 214 0,22920 Częśc trnformtor 99,98879 % 1,1205E-04 85,53 73 201 0,98158 Częśc pnelu rozdzelczego 99,99978 % 2,1987E-0 2,4 1 092 825 0,0192 Dotępność urządzen z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS (ndmrowe trnformtory) [Studum 3] Metod dytrybucj przedtwon n ryunku 4 wykorzytuje przełącznk STS orz dodje ndmrowość do wzytkch elementów od trony przełącznk wrz z trnformtorem. Dotępność tego cenruz oblczono n podtwe 7 cągów RBD, podobne do poprzednej nlzy. N ryunku 18 przedtwono górną wrtwę chemtu RBD. Sytem zlczy UPS trnformtor jet jednym z dwóch bloków, co ozncz, że wzytke elementy w tym bloku ą ndmrowe. N ryunku 19 przedtwono blok Sytem zlczy UPS trnformtor. Blok Częśc trnformtor kłd ę z tkch mych częśc, jk n ryunku 1. Do tego punktu kżdy element jet ndmrowy, jednk wzytke elementy bloku Przełącznk STS dytrybucj, przedtwone n ryunku 18 to pojedyncze punkty wr. Ryunek 18 Urządzene z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS 1 z 2 Sytem zlczy UPS trnformtor Przełącznk STS dytrybucj 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 20
ë =8,988e-008 Ryunek 19 Sytem zlczy UPS trnformtor ë =8,988e-008 ë =4e-00 ì =0,125 ë =8,988e-008 utomtyczny Zck utomtyczny Zck Zlcz UPS 75 kw Zck utomtyczny ë =8,988e-008 Częśc trnformtor Zck W tym tudum blok Przełącznk STS dytrybucj, ryunek 20, zwer wyłączne ytem przełącznk STS orz częśc pnelu podrzędnego, ponewż trnformtor zotł przeunęty przed przełącznk jko element ndmrowy. Blok Sytem przełącznk STS w tym cenruzu jet dentyczny jk n ryunku 1 z wyjątkem tego, że ztoowno 8 zmt zcków przedtwonych n ryunku 21. Elementy bloku Częśc pnelu rozdzelczego ą tke me jk te przedtwone n ryunku 17. Ryunek 20 Przełącznk STS dytrybucj Sytem STS Częśc pnelu rozdzelczego Ryunek 21 Sytem przełącznk STS ë =4,1e-00 ì =0,17 Przełącznk trybu obejścowego utomtyczny ë =1,1598e-007 8 Zck Dotępność ytemu z pojedynczym zlnem z przełącznkem STS ndmrowym trnformtorm przedtwono ponżej n podtwe powyżzego chemtu RBD. 2003 Amercn Power Converon. Wzelke prw ztrzeżone. Żdn część tej publkcj ne może być używn, poweln, kopown, przeyłn n przechowywn w jkegokolwek rodzju yteme udotępnn nformcj bez pemnej zgody włśccel prw utorkch. www.pc.com Wer. 2003-0 21