О Компании
  • Сфера деятельности
  • Сертификаты, лицензии
  • Сотрудники
  • Как нас найти
  • О нас пишут
  • Благодарности
  •  Система ЭОКС
     Проекты
  • Типовые решения
  • Реализованные проекты
  • Отзывы
  •  Оборудование
     Услуги
  • Перечень услуг
  • Системная интеграция
  • Сервисный центр
  • Программное обеспечение
  • ЭОКС
  •  Тех. поддержка 
     Карта сервера



     Проекты / Решения / Решения гарантированного электропитания

    Решения систем гарантированного электропитания

    (по уровню надежности)
    1. Схема защиты серверов с резервированием на уровне ИБП (последовательное резервирование)
    2. Схема защиты корпоративных сетей, производственных линий и телекоммуникаций
    3. Схема защиты сетевого оборудования
    4. Комплект ДГУ+UPS
    5. Комплексное решение возможностей наращивания мощности нагрузки. InfraStruXure

    1. Простейшие схемы резервирования питания

    В ИБП средней мощности, которые позиционируются для защиты одиночных серверов или небольших групп серверов, имеется устройство, называемое bypass. Это обводное соединение (шунт) по переменному току одного или нескольких функциональных узлов ИБП. Существуют следующие разновидности bypass: автоматический, ручной и сервисный.

    Автоматический bypass (внутреннее устройство ИБП) управляется контроллером ИБП и активизируется, когда какой-либо узел источника сбоит либо специально выключается из-за перегрузки или других нештатных ситуаций, для поддержания напряжения на защищаемой нагрузке. Ручной (внутреннее устройство ИБП) bypass — это управляемый пользователем переключатель на ИБП, позволяющий провести полную электрическую шунтировку схемы, которая может быть необходима при общем сбое источника или же при выполнении определенного рода диагностических или ремонтных работ. Сервисный bypass — это обычно прибор, отдельный от ИБП (внешнее по отношению к нему устройство), с ручным переключателем, который позволяет производить полный ремонт на месте или даже удаление ИБП для его ремонта в сервис центре без отключения нагрузки.

    Таким образом, наличие в системе защиты питания такого устройства, как bypass, гарантирует бесперебойность питания нагрузки даже при выходе из строя самого источника (естественно, если в сети есть напряжение). Если же поломался сам источник, да еще и пропало напряжение в сети, то bypass здесь уже не поможет, и необходимы другие схемы защиты нагрузки. Устройством bypass оснащаются (либо имеют возможность опционального подключения сервисного bypass), например, такие ИБП компании American Power Conversion (АРС — мировой лидер в производстве ИБП), как:

    Matrix UPS (3, 5 кВА) — внутренний (автоматический, ручной);
    Symmetra (4, 8, 12, 16 кВА) — внутренний (автоматический, ручной); сервисный;
    Silcon (10 KVA – 480 кВА) — внутренний.

    2. Защита одиночных серверов или групп серверов

    Следующая по надежности схема резервирования питания реализована в ИБП АРС Symmetra Power Array. Здесь имеет место резервирование на уровне отдельных компонентов источника питания. Вообще, Symmetra — достаточно интересный продукт АРС, на котором можно остановиться подробнее. Данный источник обладает такими свойствами, как масштабируемость, избыточность и модульность. Раскроем смысл этих понятий.

    Symmetra позволяет наращивать собственную мощность от 4 кВА до 16 кВА простым добавлением модулей питания (Power Module) по 4 кВА каждый. То есть, изначально вы можете купить ИБП в комплектации 4 кВА, а затем, по ходу появления у вас дополнительных потребителей мощности, докупать модули питания, которые монтируются в основную стойку системы. В этом заключается смысл масштабируемости системы. Перейдем к избыточности, которая является для нас главной в этой статье. Как уже говорилось ранее, массив электропитания Symmetra поддерживает нагрузку до 16 кВА с помощью модулей питания по 4 кВА. Однако в основной стойке системы имеется 5 слотов для модулей питания. Спрашивается: для чего? Именно для того, чтобы обеспечить избыточность. То есть, если вы хотите запитать нагрузку в 7 кВА и при этом застраховаться от выхода из строя одного из модулей питания, то вы комплектуете вашу Symmetra не двумя модулями питания, а тремя (то есть к требуемой мощности добавляете еще один модуль). В этом случае точно так же, как RAID распределяет данные по нескольким дискам, Symmetra поровну распределяет между модулями электропитания подключенную нагрузку. Таким образом, модули питания оказываются загруженными не полностью и, если один из них выйдет из строя или будет удален, его нагрузку возьмут на себя другие. Не имеет значения, какой модуль вышел из строя, потому что оставшиеся постоянно действуют и поддерживают нагрузку. Плюсом в пользу Symmetra является и легкая процедура замены вышедших из строя модулей, которая может быть произведена пользователем за считанные минуты без остановки работы системы. Помимо избыточности в отношении модулей электропитания, рассматриваемый ИБП обладает также избыточностью в отношении вычислительного модуля (Main Intelligence Module, MIM). MIM — это “мозг” Symmetra, который осуществляет связь с внешним миром и синхронизирует модули. В данном источнике он продублирован резервным модулем RIM (Reserve Intelligence Module), наличие которого гарантирует отказоустойчивость. Оба модуля легко и быстро заменяются пользователем. Избыточность модулей, которая имеет место в рассматриваемом источнике, называется избыточностью N+1.

    Как говорилось выше, в Symmetra присутствует и такое средство защиты как bypass. При тотальном выходе из строя всей системы, а также при перегрузке по мощности нагрузка запитывается непосредственно от сети через встроенный bypass. Следует также отметить, что Symmetra позволяет подключать практически неограниченное число дополнительных батарей для увеличения времени автономной работы, которые представляют из себя модули, монтируемые в специальные батарейные стойки. Количество подключаемых батарей ограничено лишь требуемым временем подзарядки, так как чем больше батарей, тем длительнее их зарядка.

    В качестве дополнения хочу заметить, что недавно АРС была представлена модель Symmetra, предназначенная для монтажа в 19” стойку. Эта модель мощностью от 2 до 6 КВА обладает всеми свойствами своей предшественницы и занимает всего 8 секций в монтажном шкафу.

    3. Резервирование питания на уровне ИБП

    Как бы ни дублировались элементы ИБП внутри одного источника, абсолютно все схемы продублировать невозможно, да и не имеет особого смысла. Резервирование осуществляется лишь по основным, особо критичным позициям, как мы видели это на примере Symmetra. Поэтому для повышения надежности системы питания применяются схемы, основанные на резервировании ИБП, а не отдельных их элементов. Одну из таких схем мы сейчас и рассмотрим на примере таких устройств АРС, как Smart UPS и Redundant Switch.

    Если у вас в офисе есть две независимые фазы электропитания, то для увеличения надежности бесперебойной работы вашего оборудования можно использовать APC Redundant Switch. С помощью этого устройства Вы можете подключать нагрузку к двум разным фазам. В случае пропадания напряжение в одной фазе Redundant Switch переключается на питание нагрузки от второй фазы. Redundant Switch можно использовать в совокупности с ИБП серии Smart UPS. Имеется две разновидности этого устройства: (1) для управления нагрузкой мощностью до 1400 ВА; (2) для управления нагрузкой мощностью до 3000 ВА. Схема подключения изображена на рис.3

    Для реализации данной конфигурации должны использоваться одинаковые модели Smart UPS. Один из ИБП назначается главным, второй — резервным. Если в обоих фазах есть напряжение, то нагрузка питается от фазы, к которой подключен главный ИБП. Когда пропадает напряжение в этой фазе, нагрузка будет питаться от фазы, к которой подключен резервный источник. При отсутствии напряжения в обеих фазах будут задействованы батареи основного ИБП, а по мере их истощения — батареи резервного источника.

    Как мы видим, здесь резервирование осуществляется по источникам и по фазам, то есть переключатель Redundant Switch поддерживает зеркальную конфигурацию монтируемых в стойки устройств защиты электропитания Smart-UPS.

    АРС к настоящему времени разработаны только два варианта Redundant Switch, которые могут работать лишь со Smart UPS 1400 ВА или Smart UPS 3000 ВА. Нельзя с помощью этого же устройства объединить источники большей мощности, например, Smart UPS DP.

    4. Схема параллельного резервирования питания на уровне ИБП

    Выше были рассмотрены схемы последовательного резервирования, то есть когда нагрузку питает один ИБП, а второй ждет своего часа. Теперь же рассмотрим схему параллельного резервирования питания на уровне ИБП на примере источников АРС большой мощности серии Silcon DP300E. Это трехфазные источники мощностью от 10 кВА до 480 кВА, построенные по топологии online. Поддерживаемая емкость нагрузки Silcon DP300E достаточна для обслуживания широкого спектра электрооборудования: от супер-ЭВМ до корпоративных сетей, производственных линий, систем электронного контроля и телекоммуникационного оборудования. Для таких потребителей особенно важна гарантированность электропитания. Особенность этих источников заключается в том, что они могут работать параллельно, равномерно распределяя между собой нагрузку. До 9 устройств могут обслуживать общую нагрузку. Выход одного или даже нескольких из источников из строя, не приведет в данном случае к катастрофическим последствиям. Функциональная схема параллельного включения двух источников приведена на рис.4.

    Здесь изображены два ИБП Silcon (по бокам) и устройство сопряжения источников с нагрузкой (в центре), обеспечивающее питание нагрузки от двух ИБП.

    5. Решения для защиты сетевого оборудования

    При отсутствии электропитания сетевого оборудования работа сети будет нарушена, в результате чего будут потеряны время и деньги. Кроме того, аномалии электропитания могут существенно повлиять на пропускную способность сети и испортить данные во время вспесков напряжения.

    Чтобы избежать этого, требуется установка оборудования для защиты коммуникационных устройств. В этой роли может выступить PowerStack производства APC.

    6. Дизель-генераторные установки

    Как один из вариантов продления сроков автономности системы – применение в комплексе с источником бесперебойного питания дизель-генераторной установки. Термином "дизель-генераторные установки" (ДГУ) обозначаются как небольшие переносные генераторы, так и мощные агрегаты, которые многие предпочитают называть "электростанциями".

    Что же собой представляет дизель-генераторная установка? Как видно из названия, ее основными узлами являются дизельный двигатель и электрогенератор, который приводится этим двигателем в действие. Как правило, для ДГУ применяют специальные дизельные двигатели водяного охлаждения с частотой вращения не более 1500 об/мин. Такие двигатели адаптированы к тяжелым условиям работы (высокие температуры, ограниченное охлаждение) и обеспечивают высокий ресурс надежности установки. Одним из основных эксплуатационных показателей работы ДГУ является уровень шума в помещении. Понизить общий уровень шума можно с помощью глушителей и защитных кожухов. Защитные кожухи не только существенно снижают уровень шума, но и позволяют устанавливать ДГУ вне помещений.

    Как уже было отмечено выше, ДГУ редко входят в систему гарантированного электроснабжения без источника бесперебойного питания, основная роль которого сводится к обеспечению беспрерывности электропитания на время запуска дизеля. Взаимодействие ДГУ с ИБП и его автоматический запуск в аварийной ситуации осуществляются при помощи электронных панелей управления. В принципе, производители предлагают как простые панели управления (запуск/остановка вручную, контроль основных параметров работы), так и автоматические, работающие совместно с панелями переключения нагрузки (последние устанавливаются не на генераторе, а отдельно, как правило, монтируются на стене). Панель переключения и является узлом, принимающим решение о переключении нагрузки на генератор в случае перебоев в электропитании. Время выхода генератора на рабочий режим составляет в среднем одну минуту, в течение этого времени ИБП в стандартной конфигурации вполне способны выдерживать даже максимальную нагрузку. F.G. Wilson предусматривает также возможность плавного увеличения подаваемой на ИБП мощности, что позволяет перевести систему бесперебойного питания в автономный режим максимально щадящим способом.

    ! Обязательные условия для установки UPS при работе от ДГУ:

    • наличие грамотно выполненного локального заземления UPS и всего оборудования, подключенного к UPS;
    • электронная регулировка частоты ДГУ в соответствии с ГОСТ 10511-83;
    • некритичный износ ДГУ (по часам наработки);
    • согласование по мощности ДГУ и нагрузки;

    Только в этом случае можно расчитывать на безотказную работу UPS и обеспечение гарантии APC.

     

    В начало Вернуться  На главную страницу
     
     Copyright © 1999-2005 VVVDesign, Critic, Евгений Ярыгин , cZen. E-mail: info@mtron.ru