Porovnání dostupnosti různých konfigurací redundance pro napájení stojanů

Transkript

1 Porovnán dostunosti různých konfigurac redundance ro naájen stojanů White Paer č. 48

2 Resumé K zvýšen dostunosti výočetnch systémů jsou ro zařzen IT oužvány řenače a duáln rozvody naájen. Statistické metody analýzy dostunosti ukazuj, že mezi jednotlivými oužvanými zůsoby imlementace existuj velké rozdly v dostunosti. V tomto dokumentu jsou osány různé elektrické architektury redundance, které jsou imlementovány v současných rostředch s kritickou důležitost. Scénáře jsou následně odrobeny analýze dostunosti, jejž výsledky jsou uvedeny. Analýza určuje, ři kterém řstuu je dosaženo nejlešho celkového výkonu, a srovnává výkon a hodnotu alternativnch řešen. 2

3 Úvod Zařzen s redundantnmi zdroji naájen jsou také označována jako zařzen se dvěma naájecmi kabely. Maj dva redundantn zdroje naájen, každý s vlastnm naájecm kabelem. Použit zařzen se dvěma naájecmi kabely ředstavuje nejleš strategii, která omáhá udržet otimáln dostunost naájen ro zařzen IT a oskytuje nezbytnou redundanci, která zabraňuje výadkům zůsobeným jednm selhánm v rámci systému distribuce naájen. Tato redundance také usnadňuje údržbu systému naájen. Převážná část současných rostřed s kritickou důležitost bohužel tuto nejleš strategii nevyužvá. Tento dokument ředkládá různé scénáře elektrické architektury, které lze imlementovat v současných datových střediscch. Scénáře jsou následně odrobeny analýze dostunosti, jejž výsledky jsou uvedeny. Přstuy k distribuci naájen do stojanů Následujc obrázky znázorňuj různé strategie ro zvýšen dostunosti zařzen montovaných do stojanů. Posané metody lze však ulatnit také ro samostatná zařzen. Různé řstuy jsou obvykle vybrány s ohledem na dosažen ožadované úrovně dostunosti. U nákladnějšch řešen se očekává, že budou oskytovat vyšš úroveň dostunosti. Na obrázcch 1 a 2 je znázorněno schéma naájen, které je v současnosti často oužváno k distribuci naájen do stojanů v datových střediscch. Obrázek 1: Tyické naájen ve stojanu Obrázek 2: Tyické centráln naájen Monitor Klávesnice Ukládac zařzen Monitor Klávesnice Ukládac zařzen N a á j e c ř v o d Jednotka UPS ve stojanu Naájen z 3 fázového zdroje UPS 3

4 Obrázek 1 znázorňuje tyickou distribuci naájen ve stojanu oužvanou ro datová střediska menš nebo středn velikosti a ro kabelové rozvodny. Tato konfigurace umožňuje snadné řesunut stojanů s internmi záložnmi akumulátorovými jednotkami UPS a řeěťovou ochranou. V datových střediscch s destkami a stovkami stojanů se běžně oužvá konfigurace znázorněná na obrázku 2 s velkým centrálnm systémem UPS. V obou řadech nen v distribuci naájen do stojanu očtáno s redundanc naájen. V dalšch elektrických architekturách se oužvaj zařzen ro řenán mezi rimárnm a sekundárnm zdrojem naájen. Mezi taková zařzen atř řenače STS (Static Transfer Switch) a ATS (Automatic Transfer Switch). Oba tyto tyy řenačů mohou být oužity v rozsahu výkonu od 1 kw do 1 MW. Tato zařzen jsou odrobně osána v dokumentu White Paer č. 62 solečnosti APC: Naájen zařzen s jednm naájecm kabelem v rostřed s dvojm rozvodem. Přklady obou tyů řenačů jsou uvedeny na následujcch obrázcch. 3fázový řenač ATS 6 kva ro montáž do stojanu 3fázový řenač STS 300 kva Obrázky 3 a 4 znázorňuj zůsoby distribuce naájen ve velkých rostředch s kritickou důležitost. V obou řadech jsou k řenači STS řivedeny dva redundantn rozvody. Rozvody ro naájen jednotek UPS však mohou a nemus být redundantn. Zálež na faktorech tyu cena a dostunost u solečnosti dodavatele. Jediný rozdl mezi oběma scénáři sočvá v tom, že na obrázku 3 se oužvá jeden transformátor zaojený za statickým řenačem, zatmco na obrázku 4 jsou zaojeny dva redundantn transformátory řed statickým řenačem. V obou řadech však řenač STS, rozvodný anel a řslušné rozvody ředstavuj otenciáln msto selhán. Posané metody zajišťuj určitou úroveň redundance, zbývajc komonenty bez redundance ale ředstavuj určité riziko selhán a jejich údržba může být navc značně roblematická. 4

5 Obrázek 3: Redundance naájen s řenačem STS Primárn rozvod naájen UPS 1 UPS 2 Jednotka PDU s řenařem STS Statický řenač STS Snižovac transformátor Rozvodný anel N a á j e c ř v o d Monitor Klávesnice Ukládac zařzen Záložn rozvod naájen Obrázek 4: Redundance naájen s řenačem STS (redundantn transformátory) Primárn rozvod naájen UPS 1 UPS 2 Jednotka PDU s řenačem STS Transformátor 1 Transformátor 2 Statický řenač STS Rozvodný anel N a á j e c ř v o d Monitor Klávesnice Ukládac zařzen Záložn rozvod naájen Obrázky 3 a 4 ředstavuj vylešen konfigurac datového střediska z obrázků 1 a 2, které ale stále ro stojan neoskytuj úlnou redundanci. Ačkoli byly řidány redundantn zdroje UPS a transformátor, statický řenač, rozvodný anel a řslušné rozvody ředstavuj otenciáln msto selhán. 5

6 Na obrázku 5 jsou odstraněny nedostatky zjištěné na obrázcch 3 a 4 řidánm redundantnho řvodu naájen. V tomto řešen odadá řenač STS a je řidán dalš rozvodný anel, který rostřednictvm stojanového řenače ATS (Automatic Transfer Switch) osunuje redundanci blže ke sotřebičům. Jakoukoli údržbu řvodů stojanového řenače ATS lze rovést bez výadku koncových zařzen. Přestože má tento scénář menš očet komonent bez redundance než scénáře z obrázků 3 a 4, stojanový řenač ATS zůstává nadále rizikovým bodem selhán, rotože ředstavuje jediné naájen celého zařzen. Obrázek 5: Redundance naájen se stojanovým řenačem ATS N a á j e c Monitor Klávesnice Primárn rozvod naájen Jednotka PDU ř v o d Ukládac zařzen Stojanový řenač ATS UPS 1 Transformátor 1 Rozvodný anel 1 Záložn rozvod naájen Jednotka PDU UPS 2 Transformátor 2 Rozvodný anel 2 Obrázek 6 znázorňuje řešen s úlnou redundanc naájen, které lze doclit oužitm zařzen se dvěma naájecmi kabely a lně redundantnch zdrojů naájen. Oroti obrázku 5 jsou v tomto scénáři dvě důležité změny: stojanový řenač ATS je zcela vynechán a jsou oužita zařzen se dvěma naájecmi kabely. Plná redundance je tedy imlementována v celém rozvodu naájen až ke koncovým zařzenm. Všimněte si také, že redundance je docleno oužitm jednoho naájecho řvodu navc. Toto řešen ředstavuje rozvod s nejvyšš mrou dostunosti ze všech uvedených schémat. Je však také nejdražšm řešenm a lze jej oužt ouze ro zařzen seciálně navržená ro redundantn oužit, která disonuj dvěma naájecmi kabely. 6

7 Obrázek 6: Redundance naájen se dvěma naájecmi kabely N a á j e c ř v o d 1 Monitor Klávesnice Ukládac zařzen N a á j e c ř v o d 2 Primárn rozvod naájen Jednotka PDU UPS 1 Transformátor 1 Rozvodný anel 1 Záložn rozvod naájen Jednotka PDU UPS 2 Transformátor 2 Rozvodný anel 1 Architektura na obrázku 7 kombinuje schémata z obrázků 5 a 6 a ředstavuje alternativn řešen, které lze současně oužt ro zařzen s jednm i s dvěma naájecmi kabely. Toto řešen imlementuje hybridn kombinaci dřve uvedených schémat. Pro očtačová zařzen se dvěma naájecmi kabely je dosaženo úlné redundance naájen. Pro zařzen s jednm naájecm kabelem je zachována redundance na úrovni řešen se stojanovým řenačem ATS. Tento řenač a rozvod naájen k jednotlivým zařzenm zůstávaj jedinými rizikovými body selhán. Obrázek 7 také znázorňuje dalš fyzické oddělen. Fyzické oddělen bývá často označováno jako fyzické rozčleněn. Tento termn označuje stav, kdy jsou jednotlivé odsystémy distribuce naájen a záložnho systému navzájem fyzicky odděleny. Při srávné imlementaci fyzického oddělen můžete zabránit, aby závažná orucha, nařklad mechanické selhán, v jedné větvi ovlivnilo druhou větev (častá řčina oruchy). 7

8 Obrázek 7: Redundantn architektura ro zařzen s jednm a dvěma naájecmi kabely Zařzen se 2 naájecmi kabely N a á j e c Monitor Klávesnice N a á j e c ř v o d Ukládac zařzen ř v o d Zdroj 1 UPS 1 Transformátor 1 Rozvodný anel Fyzické oddělen Zdroj 2 UPS 2 Transformátor 2 Rozvodný anel 2 Zařzen s 1 naájecm kabelem N a á j e c ř v o d Monitor Klávesnice Ukládac zařzen Stojanový řenač ATS Architektury uvedené na obrázcch 3, 4, 5 a 7 obsahuj řenače. V řadě velkých řenačů může mt jedna orucha za následek výadek velké části zařzen, zatmco selhán menšho řenače odoj ouze jeden stojan. V některých imlementacch má orucha jednoho stojanu stejné obchodn důsledky jako selhán 50 stojanů. U jiných řešen je izolace výadku ouze na jediný stojan nesornou výhodou. Pro druhý řad je výhodné oužit stojanového řenače ATS, neboť je možné oruchu izolovat a dosáhnout tak vyšš úrovně dostunosti. 8

9 Dalšm uvažovaným faktorem je čas otřebný k oravě řenačů. Malý řenač se neoravuje, ale měn za nový. Přenač lze mt také v zásobě jako náhradn dl a využt jej ři velmi rychlé výměně. Navc lze řenač rychle řemostit (je-li to nutné). Větš řenač je nutné oravit. Podle umstěn rovoznch rostorů může trvat i několik hodin, než se na msto dostav servisn technik. Dalš čas trvá diagnostika a orava systému. Navc technik nemus mt s sebou otřebnou součástku a orava se dále rodlouž. Při analýze některých okročilých návrhů je třeba zvážit a navrhnout otimáln řešen na základě řady různých arametrů. Čas otřebný na oravu je zaočtán ve statistickém modelu dostunosti, který je osán v dalš části. Obecně lat, že ři vývoji rostřed s kritickou důležitost mohou zařzen s jednm naájecm kabelem vést k výraznému snžen úrovně dostunosti. To lat nejen ro zařzen montovaná do stojanů, ale i ro všechna dalš zařzen s kritickou důležitost. I nejleš konstrukčn řešen může mt oruchu a okud nen zálohováno, má za následek výadek celého systému. Pro řešen, u nichž je vyžadována oravdu vysoká úroveň dostunosti, je třeba maximálně snžit nebo zcela odstranit všechna otenciáln msta selhán. Analýza dostunosti Pomoc analýzy dostunosti bylo zjištěno, jaký doad má oužit zařzen s jednm nebo dvěma naájecmi kabely. Bylo rovedeno ět analýz dostunosti: Přad 1: Použit jednoho naájecho kabelu odle obrázku 2 Přad 2: Použit jednoho naájecho kabelu a řenače STS odle obrázku 3 (jeden transformátor) Přad 3: Použit jednoho naájecho kabelu a řenače STS odle obrázku 4 (redundantn transformátory) Přad 4: Použit jednoho naájecho kabelu a stojanového řenače ATS odle obrázku 5 Přad 5: Použit dvou naájecch kabelů odle obrázku 6 Úroveň dostunosti naájen ve zdřkách uvedených ěti konfigurac byla vyhodnocena omoc modelu lineárn kombinatorické analýzy, tzv. RBD (Reliability Block Diagrams). Jedná se o nejřmějš metodu modelován systémů, která dobře funguje ro systémy s omezeným očtem řechodů mezi stavy. Lineárn kombinatorická analýza oužvá definovaná data solehlivosti a následně rozvj model systému, který ředstavuje analyzovanou konfiguraci. Vzhledem k tomu, že byla analýza zaměřena ouze na rozdly mezi konfiguracemi, bylo ředokládáno, že veškeré řvody k jednotkám UPS jsou erfektn (včetně veřejné naájec stě). Hodnoty dostunosti uvedené v tomto dokumentu jsou roto vyšš, než jsou skutečné dostunosti reálných imlementac. Podrobné informace týkajc se rovedené analýzy jsou uvedeny v řloze. 9

10 Data oužitá v analýze Většina dat oužitých ři modelován komonent ocház od jiných solečnost. Data ro stojanový řenač ATS jsou založena na rovoznch údajch ro stojanový řenač ATS solečnosti APC, který je na trhu již řibližně ět let a je instalován ve velkém očtu rostřed. Do této analýzy jsou zahrnuty následujc klčové komonenty: 1. Koncové rvky 2. Elektrické e 3. Systémy UPS 4. Jednotka PDU 5. Přenač STS (Static Transfer Switch) 6. Stojanový řenač ATS Jednotka PDU sestává ze tř základnch dlčch komonent: elektrických ů, snižovacch transformátorů a koncových. Vyhodnocen ro rozvodný anel je rovedeno na základě konfigurace s jednm hlavnm em, jednm vedlejšm em a koncovými rvky zaojenými sériově. Stojanový řenač ATS je oužit ouze ve čtvrtém řadu. V řloze jsou uvedeny hodnoty a zdroje dat ro mru oruchovosti a mru obnovy 1 MTTR 1 MTTF ro každou dlč komonentu, řičemž hodnota MTTF označuje středn dobu oruchy (Mean Time To Failure) a hodnota MTTR středn dobu obnovy (Mean Time To Recover). Mry oruchovosti a orav oužité ro analýzu jsou uvedeny v řloze. 10

11 Předoklady oužité ro analýzu Podobně jako u každé analýzy dostunosti je nutné uvést oužité ředoklady. Pouze ak je vytvořený model oravdu latný. Základn ředoklady oužité ro analýzu jsou uvedeny v tabulce 1. Tabulka 1: Předoklady analýzy Předoklad Mra oruchovosti komonent Týmy zajišťujc oravy Neřerušená činnost zbývajcch komonent systému Nezávislost oruch Poruchovost kabelového veden Lidská chyba Klčovým měřtkem je dostunost naájen Nen zaočtán řnos izolace selhán Pois Všechny komonenty v analýze vykazuj konstantn mru oruchovosti. Pokud je zařzen oužváno ouze o konstrukčn dobu životnosti, je tento ředoklad nejleš. Pokud by rodukty byly oužvány nad rámec doby životnosti, musela by být zaočtána mra oruchovosti s nelineárnm růběhem. Předokládáme, že ro n komonent zaojených sériově je k disozici n servisnch techniků. Předokládáme, že všechny komonenty v systému zůstanou během doby oravy orouchaných komonent v rovozu. Tyto modely ředokládaj, že oisované architektury jsou konstruovány v souladu s růmyslovými standardy. Tyto standardy jsou vytvořeny s clem zajistit nzkou ravděodobnost výskytu běžných řčin oruch a výskytu zavlečených oruch. Toho je dosaženo omoc fyzické a elektrické izolace. Kabelové veden mezi komonentami v rámci architektur nebylo do výočtu zahrnuto, rotože mra jeho oruchovosti je velmi nzká a nelze ji ředvdat se statistickou relevanc. Předchoz zkušenosti navc ukázaly, že tak nzká mra oruchovosti má na celkovou dostunost ouze minimáln vliv. Hlavn koncové rvky však do výočtu zahrnuty byly. Do této analýzy nebyly zahrnuty výadky zůsobené lidskými chybami. Ačkoli se jedná o jednu z významných řčin výadků datových středisek, tyto modely jsou zaměřeny na orovnán různých tyů infrastruktury naájen a na identifikaci slabých mst v těchto strukturách. Kromě toho nen k disozici dostatek údajů týkajcch se lidských chyb a jejich vlivu na mru dostunosti. Výstuem této analýzy jsou údaje týkajc se dostunosti naájen. Mra dostunosti obchodnch alikac je obvykle nižš, rotože obnova dostunosti naájen neznamená okamžitou obnovu činnosti obchodnch alikac. Systémy IT obvykle vyžaduj určitou dobu na oětovné suštěn, která rodlužuje dobu nedostunosti. Tato doba nen v této analýze zahrnuta. Selhán kteréhokoli stojanu je ovažováno za oruchu a je ekvivalentn selhán všech stojanů najednou. Tento ředoklad eliminuje výhodu řadů 4 a 5. V některých obchodnch alikacch má selhán jednoho stojanu menš obchodn doad než selhán všech stojanů. 11

12 Výsledky Je důležité si uvědomit, že clem této analýzy je orovnán teoretických dostunost ro jednotlivé řady. Vzhledem k tomu, že všechny komonenty ve všech ěti řadech maj stejná data oruchovosti, jediným rozdlem mezi jednotlivými řady je očet komonent, hodnota MTTR a umstěn těchto komonent. Tato metoda velmi efektivně demonstruje mru dostunosti jedné architektury v orovnán s ostatnmi. Dostunost se měř s ohledem na dodávku roudu od elektrické zástrčky o kritické sotřebiče. Ve všech řadech jsou oužita stejná data solehlivosti jednotlivých komonent. V 1. řadě zůsob orucha libovolné komonenty v řetězci selhán celého řešen. Jedná se o mezn řad. V obou schématech 2 a 3 by se orucha celého řešen vyskytla ouze v řadě, že by došlo k současnému selhán libovolných dvou komonent z jednotlivých redundantnch cest. Nicméně celkový výadek řešen zůsob i orucha jediné komonenty za řenačem STS (včetně samotného řenače STS). Důležitým výsledkem v tomto řadě je, jak málo řisvá instalace řenače STS k celkové hodnotě dostunosti systému. Důvodem je to, že řenač STS nen výrazně solehlivějš než rozvod UPS a řenač STS nemá záložn řešen, takže jeho orucha vede k selhán celého systému. Dále si všimněte, že ve schématu 2 hodnota MTTR transformátoru minimalizuje výhody řenače STS. V řadu 4 by se orucha celého řešen vyskytla ouze v řadě, že by došlo k současnému selhán libovolných dvou komonent z jednotlivých redundantnch cest. Stojanový řenač ATS je sice ouze jeden a na jeho bezoruchovosti závis celé řešen, má ale nzkou hodnotu MTTR, rotože v řadě selhán jej lze rychle vyměnit za náhradn součástku. Za klčový oznatek lze označit, že řestože stojanový řenač ATS nen nezbytně solehlivějš než velký řenač STS, odstatně nižš hodnota MTTR mu dává výhodu ve formě odstatně větš mry dostunosti. V řadu 5 by se orucha celého řešen vyskytla ouze v řadě, že by došlo k současnému selhán libovolných dvou komonent z jednotlivých redundantnch cest. Výsledky ěti výočtů dostunosti jsou shrnuty v tabulce 2. Tabulka 2: Přehled výsledků dostunosti Scénář Konfigurace Dostunost Počet devtek Přad 1 Použit jednoho naájecho kabelu 99,985 % 3,8 Přad 2 Přad 3 Přad 4 Použit jednoho naájecho kabelu a řenače STS (jeden transformátor) Použit jednoho naájecho kabelu a řenače STS (redundantn transformátory) Použit jednoho naájecho kabelu a stojanového řenače ATS 99,98596 % 3,85 99,99715 % 4,5 99, % 6,2 Přad 5 Použit dvou naájecch kabelů 99, % 7,6 12

13 Analýza ilustruje důležitost zařzen se dvěma naájecmi kabely ři dosahován vysoké dostunosti v architektuře se dvěma rozvody. Výhody takto roracovaného návrhu nejsou zcela využity ři oužit zařzen s jediným naájecm kabelem, ale jsou téměř otimáln ři imlementaci stojanového řenače ATS. Z výše uvedených výsledků je jasné, že imlementace redundantnho rozvodu zvyšuje dostunost celého řešen. Obrázek 8 ukazuje, že i v řadě, že dojde k desetinásobnému zvýšen solehlivosti roduktu (veličina MTTF), stále nen dosaženo stejné dostunosti, jako ři oužit redundantn sady s nižš úrovn solehlivosti. Redundantn systém zajišťuje téměř 100 % dostunost nebo velký očet devtek. Obrázek 8: Porovnán dostunosti a MTTF 0, Celková dostunost systému 0, , , , , , , Samostatný systém Redundantn systém 0, MTTF (hodiny) 13

14 Závěry Při imlementaci architektury s vysokou dostunost je důležité důkladně zvážit rozvod naájen ke stojanům. Při oužit obvyklých zůsobů distribuce naájen osaných v tomto dokumentu se mra výadků liš až s faktorem Analýza velmi jasně demonstruje, jak důležité je v kritických datových střediscch oužvat zařzen se dvěma naájecmi kabely. Podle uvedené analýzy nabz architektura s úlným duálnm rozvodem až krát méně výadků než architektura s jediným rozvodem. Obvyklá raxe oužit řenačů ro zvýšen dostunosti řešen s jediným naájecm rozvodem má velmi různé výsledky v závislosti na zůsobu imlementace řešen. V některých řadech analýza ukazujte nulové výhody ři oužit velkého řenače STS. Pokud je naoak řenač umstěn do stojanu, výadky systému zůsobené naájenm se snž s faktorem 250. Přenač ve stojanu navc oskytuje řesnou lokalizaci oruchy, rotože selhán se vyskytne ouze u jednoho stojanu. Stojanový řenač lze imlementovat a umstit řesně odle otřeby také v rostřed s duálnm rozvodem. Prezentovaná data ukazuj, že je třeba znovu zvážit obecnou raxi oužit velkých řenačů STS ro naájen jednotek s jednm naájecm kabelem a že stojanové řenače řinášej významné výhody za řibližně stejnou cenu. Obecně analýza navrhuje zvýšit dostunost celého řešen osunutm redundance co nejblže k clovým jednotkám. Před investic do systému s vysokou dostunost je vždy nutné rovést odrobnou analýzu. Konečné řešen je určeno objemem rostředků, který je zákaznk ochoten investovat do elektrické infrastruktury. Zákaznk mus mt řesně vyhodnocené obchodn rocesy, aby mohl sočtat hodnotu času ři výadku řešen. Tato hodnota je faktorem, který jednoznačně určuje investice do dostunosti. 14

15 Přloha Komonenty a hodnoty Komonenta Mra oruchovosti Mra obnovy Zdroj údajů UPS 675 kw / 750 kva 4,0000E-06 0,125 Mra oruchovosti odle časoisu Power Quality Magazine, mra obnovy ředokládá 4 hodiny na řjezd servisnho technika a 4 hodiny na oravu systému. Přenač STS (Static Transfer Switch) Snižovac transformátor 4,1600E-06 0,1667 Gordon Associates, Raleigh, NC 7,0776E-07 0,00641 MTBF (středn doba mezi oruchami): IEEE Gold Book Standard , str. 40; MTTR: růměrná hodnota (zdroj: Marcus Transformer Data). 3,9954E-07 0,45455 IEEE Gold Book Standard , str. 40 8,6988E-008 0,26316 Hodnota 6 x IEEE Vyočteno na základě hodnoty z dokumentace IEEE Gold Book Standard , str koncových 1,1598E-007 0,26316 Hodnota 8 x IEEE Vyočteno na základě hodnoty z dokumentace IEEE Gold Book Standard , str. 41 Stojanový řenač ATS 2,0E-06 3 Provozn data redundantnho řenače APC Poznámky Použvá se k dodávce neřerušovaného naájen 480 VAC do jednotky PDU. Zahrnuje ovládac rvky Slouž k transformaci vstuu 480 VAC na výstuy 208 VAC, což je vyžadováno ro naájen 120 VAC. Použvá se ro izolaci komonent od elektrického naájen v řadě údržby nebo oruchy. Na straně řvodu transformátoru je na jeden vodič oužit jeden koncový rvek. Vzhledem k tomu, že jsou mezi komonentami oužity dvě sady koncových, je celkem oužito. Na straně řvodu transformátoru je na jeden vodič oužit jeden koncový rvek lus jeden neutráln rvek. Vzhledem k tomu, že jsou mezi komonentami oužity dvě sady koncových, je celkem oužito 8 koncových. Vyočtená hodnota MTTF (středn doba mezi oruchami) ro stojanový řenač ATS solečnosti APC je 1 milión hodin. Byla oužita konzervativnějš hodnota hodin. 15

16 Dostunost zařzen s jednm naájecm kabelem [řad 1] Dostunost zařzen s jednm naájecm kabelem (schéma 2) byla vyočtena na základě následujcho modelu RBD. Obrázek 9 ředstavuje nejvyšš vrstvu RBD, která očtá konstantn dostunost na základě komonent zaojených sériově. Diagram RBD zahrnuje rozbalitelné bloky ro část transformátoru a části rozvodného anelu. Rozbalitelný blok označuje objekt, který obsahuje nižš úroveň RBD s definic dlčch komonent. Použit takového schématu RBD usnadňuje výočty dostunosti. Rozvodný anel slouž k distribuci naájen řmo k zařzen kritického významu. Obsahy uvedených bloků jsou znázorněny na obrázcch 10 a 11. Obrázek 9: Zařzen s jednm naájecm kabelem ë =4e-006 ì =0,125 UPS 675 kw Části rozvodného anelu Části transformátoru Obrázek 10: Součásti transformátoru ë =7,0776e-007 ì =0,00641 ë =1,1598e-007 Snižovac transformátor 8 koncových Obrázek 11: Součásti rozvodného anelu ë =1,1598e-007 Na základě diagramu RBD je v následujc tabulce uvedena dostunost systému s jednm naájecm kabelem. 16

17 Dostunost zařzen s jednm naájecm kabelem [řad 1] Název modelu Dostunost Nedostunost MTTR MTTF Zařzen s jednm 99,98498 % 1,5021E-04 19, ,3158 naájecm kabelem Systém UPS 99,99640 % 3,5958E-05 6, ,31499 Součásti 99,98879 % 1,1205E-04 85, ,98158 transformátoru Součásti rozvodného anelu 99,99978 % 2,1987E-06 2, ,01926 Ročn výadek Vzhledem k tomu, že analýza je vyhodnocena oužitm dat s ěti latnými čslicemi, dalšm zůsobem vyjádřen výsledků je výočet doby, kdy systém nen k disozici. Nedostunost je vyočtena jednoduše omoc vzorce (1 Dostunost). Dostunost zařzen s jednm naájecm kabelem a s řenačem STS (jeden transformátor) [řad 2] Distribučn metoda ze schématu 3 oužvá řenač STS a řidává redundanci k celému rozvodu kromě transformátoru, odkud je veden jednoduché. Dostunost ro tento scénář je vyočtena na základě 7 řetězců RBD, které jsou ro srozumitelnost uvedeny zvlášť. Obrázek 12 ředstavuje nejvyšš vrstvu RBD. Blok systému UPS je jednm ze 2 bloků, což znamená, že všechny komonenty v rámci bloku jsou redundantn. Obsah bloku systému UPS je znázorněn na obrázku 13. Obrázek 12: Zařzen s jednm naájecm kabelem a s řenačem STS 1 ze 2 Systém UPS STS a distribuce Obrázek 13: Systém UPS ë =4e-006 ì =0,125 UPS 675 kw 17

18 Veškeré rozvody a součásti řed řenačem STS jsou redundantn, nicméně veškeré vybaven v bloku STS a distribuce (viz obrázek 12) je jednoduché a nen zálohováno. Blok STS a distribuce obsahuje systém STS, součásti transformátoru a součásti rozvodného anelu (viz schéma 14). Systém STS je nutná součást, která umožňuje oužit redundantnch komonent. Systém obsahuje elektrické e, koncové rvky a to nejdůležitějš, řenač STS. Výočet RBD ro systém STS je znázorněn na obrázku 15. Obrázek 14: STS a distribuce Systém STS Části transformátoru Části rozvodného anelu Obrázek 15: Systém STS ë =4,16e-006 ì =0,1667 Statický řenač Obsahy bloků Součásti transformátoru a Součásti rozvodného anelu na schématu 14 jsou dále rozkresleny na obrázcch 16 a 17. Obrázek 16: Součásti transformátoru ë =4,16e-006 ì =0,1667 Statický řenač Obrázek 17: Součásti rozvodného anelu ë =4,16e-006 ì =0,1667 Statický řenač Na základě uvedené architektury RBD je v následujc tabulce uvedená dostunost systému s jednm naájecm kabelem s řenačem STS a s jednm transformátorem. 18

19 Zařzen s jednm naájecm kabelem a řenačem STS (jeden transformátor) [řad 2] Název modelu Dostunost Nedostunost MTTR MTTF Ročn výadek Zařzen s jednm 99,98596 % 1,4041E-04 20, ,23002 naájecm kabelem a řenačem STS (1 transformátor) Systém UPS 99, % 1,2930E-09 6, ,00001 Samostatný 99,99640 % 3,5958E-05 6, ,31499 zdroj UPS STS a distribuce 99,98596 % 1,4041E-04 20, ,23001 Systém STS 99,99738 % 2,6164E-05 5, ,22920 Součásti 99,98879 % 1,1205E-04 85, ,98158 transformátoru Součásti rozvodného anelu 99,99978 % 2,1987E-06 2, ,01926 Dostunost zařzen s jednm naájecm kabelem a s řenačem STS (redundantn transformátory) [řad 3] Distribučn metoda ze schématu 4 oužvá řenač STS a řidává redundanci k celému rozvodu včetně transformátoru. Dostunost ro tento scénář je vyočtena na základě 7 řetězců RBD, které jsou obdobou ředchoz analýzy. Obrázek 18 ředstavuje nejvyšš vrstvu RBD. Blok Systém UPS a transformátor je jednm ze 2 bloků, což znamená, že všechny komonenty v rámci bloku jsou redundantn. Obsah bloku Systém UPS a transformátor je znázorněn na obrázku 19. Blok Součásti transformátoru se skládá ze stejných součást jako blok na obrázku 16. Až k tomuto bodu jsou všechny komonenty redundantn, nicméně veškeré součásti v rámci bloku STS a distribuce na schématu 18 nejsou zálohovány. Obrázek 18: Zařzen s jednm naájecm kabelem a s řenačem STS 1 ze 2 Systém UPS a transformátor STS a distribuce 19

20 Obrázek 19: Systém UPS a transformátor ë =4e-006 ì =0,125 UPS 675 kw Části transformátoru V tomto řadě obsah bloku STS a distribuce na obrázku 20 obsahuje ouze systém STS a součásti rozvodného anelu, rotože transformátor je redundantn komonentou, která je součást dvojitého rozvodu. Blok Systém STS je v tomto scénáři identický s obrázkem 16 s tm rozdlem, že msto je zaojeno 8 těchto (viz obrázek 21). Komonenty v bloku Součásti rozvodného anelu jsou identické se schématem 17. Obrázek 20: STS a distribuce Systém STS Části rozvodného anelu Obrázek 21: Systém STS ë =4,16e-006 ì =0,1667 Statický řenač ë =1,1598e koncových Na základě uvedené architektury RBD je v následujc tabulce uvedená dostunost systému s jednm naájecm kabelem s řenačem STS a s redundantnmi transformátory. 20

21 Zařzen s jednm naájecm kabelem a řenačem STS (redundantn transformátory) [Přad 3] Název modelu Dostunost Nedostunost MTTR Zařzen s jednm naájecm kabelem a řenačem STS (2 transformátory) Systém UPS a transformátor MTTF 99,99715 % 2,8495E-05 5, , , % 2,1906E-08 21, ,00019 Systém UPS 99,99640 % 3,5958E-05 6, ,31499 Součásti rozvodného anelu 99,98879 % 1,1205E-04 85, ,98158 STS a distribuce 99,99715 % 2,8473E-05 5, ,24942 Systém STS 99,99737 % 2,6274E-05 5, ,23016 Součásti rozvodného anelu 99,99978 % 2,19867E-06 2, ,01926 Ročn výadek Dostunost zařzen s jednm naájecm kabelem a se stojanovým řenačem ATS [řad 4] Analýza zařzen s jednm naájecm kabelem a stojanovým řenačem ATS (viz schéma 5) je vyočtena na základě diagramu RBD na obrázku 22, který ředstavuje nejvyšš úroveň architektury RBD. Model tak zajišťuje redundantn rozvod až ke stojanu, nicméně stojanový řenač ATS stále nen zálohován. Součásti bloku Systém UPS a distribuce jsou znázorněny na obrázku 23. Obsahy bloků Součásti transformátoru a Součásti rozvodného anelu jsou totožné s obrázky 16 a 17. Obrázek 22: Zařzen s jednm naájecm kabelem a se stojanovým řenačem ATS 1 ze 2 Systém UPS a distribuce ë =2e-006 ì =3 Přenač POU 21

22 Obrázek 23: Systém UPS a distribuce ë =4e-006 ì =0,125 UPS 675 kw Části rozvodného anelu Části transformátoru Na základě architektury RBD je v následujc tabulce uvedená dostunost systému s jednm naájecm kabelem a stojanovým řenačem ATS. Zařzen s jednm naájecm kabelem a stojanovým řenačem ATS [řad 4] Název modelu Dostunost Nedostunost MTTR MTTF Ročn výadek Zařzen s jednm 99, % 3,558950E-07 0, ,00604 naájecm kabelem a stojanovým řenačem ATS Systém UPS 99, % 2,2562E-08 19, ,00018 a distribuce Součásti 99,98879 % 1,1205E-04 85, ,98158 transformátoru Součásti rozvodného 99,99978 % 2,1987E-06 2, ,01926 anelu Stojanový řenač ATS 99, % 3,3333E-07 0, ,00584 V tomto řadě lze dostunost výrazně zvýšit ouhým řidánm dalšho zařzen PDU. Stojanový řenač ATS však stále zůstává bez zálohy a ři jeho oruše dojde k výadku celého systému. To omezuje celkovou dostunost na šest devtek. Stojanový řenač ATS by roto měl být stále vybrán odle solehlivosti. Navc je třeba mt tento řenač jako náhradn součástku, kterou lze rychle oužt a minimalizovat tak hodnotu MTTR. 22

23 Dostunost zařzen se dvěma naájecmi kabely [řad 5] Analýza ro zařzen se dvěma naájecmi kabely (viz schéma 6) je vyočtena na základě schématu RBD na obrázku 24, které oět ředstavuje nejvyšš vrstvu. Obdobně jako v řadě systému se stojanovým řenačem ATS se i v této architektuře RBD očtá konstantn dostunost na základě celkové oruchovosti UPS a PDU a mry obnovy. Nezaočtává se však stojanový řenač ATS, rotože naájen je vedeno komletně dvěma redundantnmi rozvody, které jsou od sebe zcela odděleny. Pro fungován celého systému je zaotřeb, aby alesoň jeden rozvod ze dvou byl lně funkčn a okryl rovozn zátěž. V systému jsou všechny součásti zálohovány. Redundantn jsou dokonce i všechny zdroje naájen jednotlivých zařzen. Obrázek 24: Zařzen se dvěma naájecmi kabely 1 ze 2 Systém UPS a distribuce Nižš úroveň RBD, ze které sestává blok Systém UPS a distribuce, je shodná se schématy Na základě těchto bloků je dostunost systému se dvěma naájecmi rozvody uvedena v následujc tabulce. Dostunost systému se dvěma naájecmi rozvody [řad 5] Název modelu Dostunost Nedostunost MTTR Zařzen se dvěma naájecmi kabely Systém UPS a distribuce Součásti rozvodného anelu Součásti rozvodného anelu MTTF Ročn výadek 99, % 2,2562E-08 19, , , % 2,2562E-08 19, , ,98879 % 1,1205E-04 85, , ,99978 % 2,1987E-06 2, ,01926 V tomto oslednm řadu je dostunost Systému UPS a distribuce totožná s ředchozm řadem, nicméně celková dostunost se zvýšila na hodnotu sedmi devtek. Při oužit zařzen se dvěma naájecmi kabely sočvá hlavn rozdl v tom, že již nen zaotřeb stojanový řenač ATS. Jak je znázorněno v oslednm systému, stojanový řenač ATS ředstavuje rizikový bod selhán a jeho orucha zůsob výadek celého systému. To omezuje dostunost systému na šest devtek. 23