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智能不间断电源系统应用的可靠性改进分析

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-11-15 15:31:43 * 浏览: 6
不间断电源系统是确保网络正常运行的关键基础设施,被称为网络设备电源系统的“心脏”。近年来,由于电源中断而引起的网络设备事故时有发生,对核心网络信息设备的安全运行构成了严重威胁。为了彻底消除安全隐患,有效提高应急电源保障能力,确保信息系统电源系统的安全,稳定,可靠运行,呼和浩特烟草公司组织实施了专项整治工作。不间断电源系统。一,引言UPS电源系统是确保网络正常运行的关键基础设施,被称为网络设备电源系统的“心脏”。近年来,由于电源中断而引起的网络设备事故时有发生,对核心网络信息设备的安全运行构成了严重威胁。为了彻底消除安全隐患,有效提高应急电源保障能力,确保信息系统电源系统的安全,稳定,可靠运行,呼和浩特烟草公司组织实施了专项整治工作。不间断电源系统。二,电源系统保护的介绍1,省心行动专项整治工作目标机房电源应满足“两路市电一油机”或“一路市电二油”的要求油机”。双向市电应从两个变电站或一个变电站的两段母线连接,高压电缆输入整个过程。当新设备连接到网络并重建设备时,必须同步并运行市电/柴油放电单元的电源自动切换和电源环境的集中监控系统。变压器和低压配电系统的1 + 1或N + 1配置(N≤5),应从两级高压母线连接1 +1系统,并设置低压母线耦合装置。使用移动式油机检修装置,移动式油机的容量即可满足要求。该电源系统满足端到端的“双独立电源,双隔离路由”电源要求。 2.电源中存在的主要问题当前,烟草公司没有主/备用变压器的热备份,没有二次主电源,高低压配电系统缺少动态环路监控系统,他们没有主电源/备用电源。油机自动开关电源功能,交流电源系统不满足端到端全“双独立电源,双隔离路由”电源,油机无法自动启动电源等。三,省心行动系统转型方案烟草数据室是收集,处理,存储卷烟数据的重要部门,电源系统的稳定运行是确保烟草数据系统可靠运行的重要组成部分,因此数据机房服务器设备要求电源不是间歇性电源。目前,机房采用UPS供电方式。停电后,有柴油发电机组供电,属于无人值守机舱。如果下午6点以后主电源中断,则UPS后备电池组只能支持约6个小时的电源,即UPS后备电池组。供电完成后,信息系统的电源将中断,导致数据系统设备停止运行,发生数据丢失,呼叫后系统主机需要重启。此外,市电和柴油发电系统直接为机房供电。电网中存在的各种*(电磁脉冲,雷电侵入等)也将进入电源系统,从而严重损坏数据机房电源系统。针对上述电源系统中的隐患,呼和浩特烟草有限公司设计了完整的电源系统技术改造方案,并采用了智能机房电源保护装置,从根本上消除了市电停电后可能发生的隐患。改造方案框图如下:系统由智能柴油发电机和UPS控制装置,整流器稳压系统,发电机输出交流和交流市电自动转换装置,铁锂电池组和BMS系统控制装置,城市杂物组成。以及防雷波入侵隔离装置,网络数据监控设备等组成。上述改造方案的工作原理如下:1.智能柴油发电和UPS控制器,由市电,发电电压,电流,频率检测,发动机水温,油温,排气管温度进行监控。机油量,启动电池电压,自启动装置,自动切换装置,系统控制装置等。其工作原理是:当市电检测系统检测到三相交流市电停电时,就开始进入启动时刻状态,UPS的备用锂离子电池管理系统通过CAN将电源信息发送到控制设备,并且只能通过程序判断电池组。在两小时内保持供电后,控制设备会发出指令启动柴油发电机组,拉动启动继电器,启动电动机以启动发电机组,并在发电机运行后关闭启动电动机。发动机成功启动后,控制装置将通过燃油发电机组。在正常检测到输出电压和频率后,发出交流电源接触器命令,并吸入发电机电源交流接触器,发电机向机房供电。 2.当主电源恢复供电并且检测到主电源的稳定供电时间超过十分钟时,系统控制设备将发出电源,以断开发电系统并关闭主接触器命令。主电源打开1分钟后,系统控制设备发出停止发电命令以关闭柴油机排气装置。 3.电源和发电系统提供的交流电通过40KW三相隔离变压器以1:1的比例向数据室供电。雷电保护装置安装在变压器的初级和次级,完全阻挡了电网*和雷电侵入,进一步确保了数据室中电源的安全和稳定运行。 4.动态环网监控系统采用GPRS *网络数据传输,并将系统各部分的数据通过Internet传输到维护人员监控设备,并具有计算机来保存数据。同时,系统还可以组织数据分析并提前报警异常现象,并通知维护人员及时采取相应措施,使系统恢复正常状态,并确保自动供电系统处于正常运行状态。长期安全稳定的工作状态。四,可靠性可用性指标分析根据可靠性工程原理,可靠性是测量系统和设备的重要综合质量指标。电力系统可靠性是一项综合的质量度量,可以衡量电源系统和系统组件。 1.可靠性参数用于定量描述产品的可靠性水平和故障强度,可靠性参数系统完整地表达了产品的可靠性特征。可靠性工程中使用了许多可靠性参数。参数的使用随工程对象或组态类型的不同而不同。在同一设备配置中,它也可能随产品层次结构而变化。系统级可靠性的可靠性通常基于可靠性,设备级可靠性参数通常是系统在两个故障之间可以正常工作的时间的平均MTBF。可靠性是系统在指定时间内和指定条件下成功执行指定功能的概率。通常记录为R。它是时间的函数,所以它是also记为R(t),称为可靠性函数。在评估复杂电源系统的可靠性时,通常使用指数分布。指数分布的可靠性函数表达式为:其中λ是失效率。 λ=(2)可用性和可靠性。可用性的概念是-A(t),即产品在指定时间t内的任意随机时间处于可用状态的概率。电力系统的可用性是电力系统正常供电时间(MTTF)与故障间隔时间(MTTR)与正常供电时间(MTBF)之间的比率。 (3)无法使用受到更多人为和环境因素的影响,例如设备操作环境,设备配置和维护计划,人员技能素质,维修距离等,因此,“安心操作”的目标是“安全稳定的运行意味着提高系统的可靠性。在分析和评估系统可靠性时,使用“可靠性R(t)”和“ MTBF”参数进行演示。 2.当前电源系统配置如下:MTBF要求(如表1所示)。其中,市电是第二类市电,高低压配电设备的年平均数量是12倍以上。设备类型的可靠性要求市电类别中第二类每月平均市电故障次数应≤3.5次,每个故障的平均持续时间应≤6小时。每年的商业用电不可用量应<3×10-2。高压配电设备年均运行时间≤12次,平均故障间隔时间(mtbf)应≥4.18×104小时,年均运行时间> 12次,平均故障间隔时间(MTBF)应≥1.75×105小时。变压器平均无故障时间(MTBF)应≥1.75×105小时。交流低压配电设备的活动部件年均数量≤12次。平均故障间隔时间(MTBF)≥5×105小时,关键部件的平均年度动作时间> 12次,平均故障间隔时间(MTBF)应≥105小时,电池组锰酸锂电池的平均故障间隔时间( MTBF)应≥3×105小时UPS系统平均故障间隔时间(MTBF)应≥1×105小时。柴油发电机组的平均无故障时间(MTBF)应≥800小时。在常温5°C〜35°C下,启动失败率应不超过1%。柴油发电机组的平均故障间隔时间(MTBF)应≥800小时。在常温5°C〜35°C下,启动失败率应不超过1%。 3.设备根据上述二类市电,通过上述计算公式和表1来计算每台独立设备的可靠性。二类市电的正常时间概率=(30×24-3.5×6) /(30×24)= 97.08%制油机的工作时间为:t = 12×3.5×6 = 252小时。其他设备用时= 1年(8760小时)。五,改造后的不间断电源系统的可靠性评估1.通信电源系统是由并联系统和串联系统组成的混合系统。串联系统的可靠性为R = R1R2 ... RN,(R1,R2,RN为每个子系统的可靠性。)并联系统的可靠性分为两种情况,一种是冗余的等分并联系统。 ,可靠性为R。= 1-(1-R1)(1-R2)...(1-RN),另一个是备用并联系统,R = R1 +(1-R1)xR2,油机和电池是备用并行系统。将系统简化为串联和并联混合系统,计算分段计算系统的可靠性,最后计算系统的可靠性。 2.根据计算结果,我们可以看到改造前后不间断电源系统的可靠性。转换前的电源系统简化为以下框图。计算结果如图所示:改造后的电力系统可靠性,简化框图和计算结果如下:改造后可以看到,市电/注油机会自动启动电源,然后用ups代替锂。电池组的可靠性已大大提高。呼和浩特烟草公司不间断电源系统的可靠性取得了质的飞跃。