Автор Блога BlogAdmin

7 минут потребуется на прочтение (1424 слов)
Выделенное 

Особенности электроснабжения серверных

Особенности электроснабжения серверных

 Надежность систем электроснабжения серверных. Организация электропитания технологического ІТ оборудования в стойках, шкафах, с одной стороны, простая задача. С другой стороны, посещая многие объекты, иногда бросается в глаза довольно низкий уровень качества решения этой задачи.

При организации надежной системы электропитания оборудования с резервированием или без него, каналы электропитания один из элементов надежности работы всего установленного оборудования.

Как повысить надежность существующих систем? Как построить систему с требуемым уровнем надежности?

Попробуем ответить на эти вопросы. Посмотрим как это выглядит.

Первый, базовый уровень повышения эксплуатационной надежности.

Один ИБП, одна стойка с серверным оборудованием. Базовый уровень решения. Это может быть: Стандартная инсталляция ИБП в стойке. Однофазный вход-однофазный выход. Трех фазный вход-однофазный выход.

Недостатки?

Да они есть. И они чаще обусловлены не большим бюджетом, базовое решение защиты оборудования — это как раз минимальные затраты для решения этой задачи. Рассмотрим недостатки подробнее. Тепловыделение ИБП влияет на IT инфраструктуру? Да, влияет. Это касается в большинстве случаев инсталляций с количеством стоек и ИБП пять и более. Или когда меры по отводу тепла не приняты в нужном объеме. Кроме того, совместное размещение IT инфраструктуры со смежными инженерными системами, в частности, системой электропитания это увеличение влияния «человеческого фактора» на надежность системы в целом. Смешанная инфраструктура IT и электроснабжения подвержена большему влиянию человеческого фактора на вероятность сбоев инженерных систем.

Какая ситуация может возникнуть? Как повысить в этом случае надежность? Стандартная ситуация: ИБП подает сигнал о низком заряде батарей. В этом случае сокращается время автономной работы до нескольких минут или секунд, или пропадание электропитания может привести к отключению оборудования. В ИБП необходимо срочно заменить батареи. Но как правило это происходит в тот момент, когда оборудование нельзя отключить. Основная задача — это повышение надежности, простота обслуживания. 

Еще одна ситуация: Замена ИБП на другой, при появлении критического сообщения первого уровня важности о необходимости обслуживания или внутреннего отказа узлов. На большинстве площадок, которые мне доводилось наблюдать, не применяются внешние ручные байпасы. Для ИБП до 3 кВА это отдельные опции. Для ИБП от 5 кВА и выше сервисный байпас может быть как опцией так и входить в комплект поставки. Вместе с тем, эти устройства позволяют быстро заменить ИБП в стойке при сообщении об ошибке, аварии или необходимости замены батарей. При этом можно обойтись без остановки серверов.

Посмотрим, как это работает?

Это видео показывает вариант сервисных байпасов как модуль к ИБП. Существуют различные варианты таких байпасов. В том числе и 19-ти дюймового исполнения для установки в стойку. Ставим ИБП, подключаем Нагрузку и ИБП через этот модуль. После этого базовое решение получает возможность: Замена батарей в ИБП с отключением ИБП. Замена ИБП на другой, при этом это может быть точно такой же ИБП, или аналог, большей или меньшей мощности. Все зависит от конкретной ситуации.

Пример модуля, монтируемого в стойку на фото:

Модуль сервисного байпаса PDUBH20 для ИБП до 3 кВА

Однофазный базовый PDU с возможностью "горячей" замены, 16 А, 200-240 В, горизонтально монтируемый в стойку высотой 2U, с 6 розетками типа C13, 2 розетками типа C19 и группой из 2 входных разъемов типа C20

  • Однофазный БРП 16А, 200-240В с возможностью замены в "горячем" режиме
  • Обеспечивает возможность замены стандартного ИБП без отключения от источника питания и без перерыва в работе
  • Горизонтальный монтаж в стойку высотой 2U
  • Совместим с любым ИБП на 200-240 В с входным разъемом типа C20
  • Тип источника питания на входе БРП может устанавливаться с помощью ручного переключателя
  • Для разделения входов от сети и ИБП подключается пара входных разъемов, совместимых с С20
  • 8 встроенных розеток (6 шт. типа C13 / 2 шт. типа C19)

В различных секторах: банковский, сектор операторов связи, промышленный сектор, как правило ИБП - это непрерывная эксплуатация с периодической профилактической остановкой на обслуживание инженерных систем. В тоже время за последний год произошло несколько серьезных сбоев и аварий в системах ИБП: Банковский сектор, Страховые компании, Провайдеры. Эти аварии сопровождались многочасовыми и многодневными простоями с большими финансовыми потерями.

Довольно часто такие решения являются мало бюджетными изначально, поэтому они реализовываются в одной стойке, реже две, три.

Все определяется потребляемой мощностью и требованиями к надежности. 

С базовым решением определились: Применяем внешние сервисные байпасы для увеличения надежности базовых систем. Да, это локальное решение для одной, двух стоек, возможно до пяти где установлены локальные ИБП в каждую стойку.

В случаях, когда мощность потребления возрастает и возрастают требования к надежности, необходимо обратить внимание на следующий уровень эксплуатационной надежности систем электропитания. 

Следующий уровень это централизованные системы бесперебойного электропитания.​ 

Как пример, можно привести однолинейную схему системы бесперебойного электропитания.

Основные компоненты системы:

  • Щит-АВР
  • Щит ИБП - 1
  • UPS-1 - ИБП
  • Щит Тр-ра -1
  • Распредщит- 1


В схеме используются соответствующие кабельные соединения между всеми узлами, к которым предъявляются отдельные требования:

  • способ прокладки,
  • сечение фазных, нулевых, и заземляющих проводников, а так же тип кабеля
  • ПДУ — (PDU) модули распределения электропитания в стойках — не указаны на схеме и находятся непосредственно в стойках с оборудованием.

Щит Тр-ра -1 — это переход от трехфазного напряжение к однофазному. Этот узел может находиться в ИБП или ИБП может иметь такую конфигурацию без использования трансформатора. В данном случае изображен трансформатор ТР1.

Схема системы бесперебойного электропитания

Теперь о надежности. Один из вариантов повышения эксплуатационной надежности - резервирование систем.

Резервирование — количество независимых каналов в системе электроснабжения.

"Выбор степени надежности технического решения или резервирования - фактически это может быть количество независимых каналов электропитания" Это цитата международного стандарта TIA942, который официально не принят как стандарт в Украине. Но в этом документе консолидирован в виде рекомендаций и концепций многолетний опыт построения различных инженерных систем, серверных и ДАТА-Центров. TIA (англ. Telecommunications Industry Association), Ассоциация телекоммуникационной промышленности США — ассоциация изготовителей средств связи, разрабатывающая стандарты на кабельные и инфраструктурные инженерные системы.

Резервирование N+1

На схеме изображенной выше: Заменяем ИБП UPS1 на параллельную систему N+1. Это решение для серверных платформ с одним блоком питания. Естественно для современных систем с несколькими блоками питания тоже. Если Вас устраивает параллельная система N+1, которая имеет свои преимущества и недостатки.

Резервирование 2N

Далее схема изображенная ниже: Увеличиваем количество каналов электропитания.

Что это значит? В данном случае на схеме таких каналов два. От каждого через модули ПДУ (PDU) к этим каналам подключается серверное оборудование. Современные серверные платформы, серверы, Blade-системы имеют от двух до шести каналов электропитания. Однофазное или даже трехфазное подключение. Конфигурация системы в данном случае может иметь степень резервирования до 2N.

Резервирование 2(N+1)

На схеме ниже: Введя в каждый канал дополнительно ИБП в конфигурации N+1, общая концепция надежности системы может быть доведена до 2(N+1).

Система бесперебойного электропитания, резервирование 2N

Для обеспечения соответствия уровня резервирования, общей степени резервирования инженерных систем площадки, выбираем необходимый уровень: N, N+1, 2N, 2(N+1).

На всех приведенных схемах не указаны номинальные токи автоматов и размыкателей. Мощности ИБП не указаны. Схемы приведены в виде концепций. Для реальной реализации систем бесперебойного электропитания обращайтесь к соответствующим специалистам с опытом построения и обслуживания Систем Бесперебойного Электропитания.

Естественно, что все моменты, указанные выше, необходимо учитывать при планировании подобных систем, но есть и еще один, который мы пока что не выделили. Это, как ни странно, игнорирование нормативной базы, которая регламентирует минимальные требования к системам бесперебойного электропитания. Пренебрежение или нарушение базовых норм и стандартов, низкий уровень знаний персонала в данном вопросе — первый шаг на пути к отказу системы в процессе эксплуатации. Незнание этих норм и стандартов не освобождает от рисков возникновения аварий и отказов, но значительно повышает их вероятность.

Приведу несколько типичных, но массовых нарушений:

  • несоблюдение требований к сечению подводящих кабельных линий
  • объединение нейтральных и заземляющих проводников
  • отсутствие разделения между линиями гарантированного электроснабжения и общего пользования. То есть фактически это означает отсутствие электрических схем, построенных согласно стандартам.

В результате комплексного подхода к планирования систем бесперебойного электропитания, мы сможем точнее оценить стоимость реализации проекта и предоставить заказчику бюджет, который не будет требовать серьезных дополнительных вливаний в процессе реализации.

В заключение хотелось бы привести выдержку из ДСТУ IEC62040-3: 2004, которая вполне может стать девизом для специалистов, работающих в данной отрасли:

«Проектирование, разработку систем бесперебойного электропитания необходимо выполнять комплексно. Учитывая все элементы, которые в нее входят, с взаимосогласованными режимами работы, и максимально возможной унификацией».

Нормативная база:

  • ДБН В.2.5-23~2010. Інженерне обладнання будинків ПРОЕКТУВАННЯ ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ ОБ'ЄКТІВ ЦИВІЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
  • ДСТУ IEC62040-3: 2004
  • TIA942
  • Uptime Institute — это не ангажированная консалтинговая организация, чья деятельность направлена на улучшение производительности, эффективности и надежности ключевой инфраструктуры бизнеса с помощью инноваций, сотрудничества и независимых сертификаций. Uptime Institute помогает всем отвечающим за ИТ-услуги заинтересованным сторонам, предоставляя предприятиям, организациям и сторонним операторам, производителям и поставщикам ведущие отраслевые стандарты, образовательные программы, сотрудничество с коллегами, консалтинговые услуги и программы поощрений. Компания Uptime Institute признана во всем мире как организация, создавшая и администрирующая стандарты и сертификацию Tier для проектирования, строительства и эксплуатации ЦОДов, а также производящая аудит управления и эксплуатации ЦОДов, как автор методологии FORCSS и инициатив по энерго-эффективности.

Авторские права

© Сергей Твед

Trash инсталляции
Инсталляции: ИБП, конфигурация N+1, 2х10 кВА и 80 ...

Читайте также:

 

Комментарии

Нет созданных комментариев. Будь первым кто оставит комментарий.
Уже зарегистрированны? Войти на сайт
Гость
30.07.2021
Если вы хотите зарегистрироваться, пожалуйста заполните формы: Укажите ваше имя и Login пользователя.

Изображение капчи

BlogAdmin
27 Апрель 2021
Инсталляции
Мастерская по производству сельскохозяйственной техники в Паленсии обрела энергетическую независимость после того, как региональные специалисты по солнечной энергии Bet Solar спроектировали автономный...
Просмотров: 8833
BlogAdmin
17 Май 2021
Как это работает
 Статья опубликована в журнале СЕТИ И БИЗНЕС №1 (2) 2002  В течении последних несколь­ких лет произошло сущест­венное обновление модель­ных рядов ИБП практичес­ки всех ведущих производи...
Просмотров: 6971
BlogAdmin
13 Февраль 2021
Как это работает
Инсталляция Victron Energy это четыре типа массивов на открытом воздухе, параметры идентичны во всех отношениях:PV панели находятся в одном месте.PV панели​ подключены кабелями оди...
Просмотров: 11529
BlogAdmin
01 Ноябрь 2019
Инсталляции
Как это работает
Все случается в первый раз. В начале 2000-х годов в практическом применении возникла задача: обеспечить защиту ИБП в условиях загрязнений в помещении, таких как повышенная запыленность, посторонние пр...
Просмотров: 14295
BlogAdmin
25 Февраль 2020
Как это работает
​Что позволено маркетингу, не известно потребителю. Интересная статья 20-ти летней давности. Несмотря на возраст, статьи нет в паблике. Для осмысления не достаточно вспомнить ТОЭ. Очень много букв пон...
Просмотров: 14325
BlogAdmin
12 Апрель 2020
Как это работает
Wiring Unlimited. Схемотехника без ограничений - это рекомендации производителя инверторов резервного электропитания, SOLAR-Inverters, контроллеров заряда аккумуляторных батарей и широкой номенкла...
Просмотров: 13991