V minulém příspěvku o jsme hovořili o tom, že v některých skříních je nainstalován AVR – automatický přenos rezervy. Ve skutečnosti se AVR nepoužívá pouze ve skříních, ale po celé cestě elektrického napájení. V různých místech plní různé úkoly:
- v hlavních distribučních rozvaděčích (GŘ) AVR přepíná zátěž mezi připojením z města a rezervním napájením z dieselgeneratorových jednotek (DGU);
- ve zdrojích bez přerušení napájení (UPS) AVR přepíná zátěž z hlavního připojení na bypass (o tom níže);
- ve skříních AVR přepíná zátěž z jednoho připojení na druhé v případě problémů s jedním z připojení.
AVR ve standardním schématu napájení datových center DataLine.
O tom, jaké typy AVR a kde se používají, si dnes popovídáme.
Hlavních typů AVR je dva: ATS (automatický přenosový spínač) a STS (statický přenosový spínač). Liší se principy činnosti a komponentní základnou a používají se pro různé úkoly. Stručně řečeno, STS je „inteligentnější“ ATS. Rychleji přepíná zátěž a častěji se používá pro vyšší zátěže/ proudy. Je flexibilnější v nastavení, ale má
AVR v GŘ
Hlavní AVR datového centra před dvaceti lety vypadal jako složitý systém kontaktů a relé.
AVR z počátku 2000s.
Dnes je AVR kompaktní multifunkční zařízení.
Systém AVR v GŘ řídí příchozí automaty a dává příkazy k zapnutí a vypnutí DGU. Při zatížení nad 2 MW na úrovni GŘ není rozumné honit se za rychlostí. I když se přepne rychle, chvíli potrvá, než se DGU spustí. V tomto systému se používají „pomalejším“ ATS a nastavují se prodlevy (nastavení). Funguje to takto: když napájení datového centra od transformátorů zmizí, AVR dává zařízením pokyn: „Transformátore, vypni se. Teď čekáme 10 sekund (nastavení), DGU, zapni se, čekáme ještě 10 sekund.
AVR v UPS
Na příkladu UPS se podíváme, jak funguje druhý typ AVR – STS neboli statický přenosový spínač.
V UPS se střídavý proud převádí na stejnosměrný v usměrňovači. Poté se na invertoru opět mění na střídavý proud, ale se stabilními parametry. To eliminuje rušení a zvyšuje kvalitu energie. Při výpadku hlavního zdroje energie na baterie a napájí datové centrum, dokud se nezačne používat záložní generátor.
Ale co když selže některá část: usměrňovač, invertor nebo baterie? V každém UPS je k tomu mechanismus obcházení, neboli bypass. S ním zařízení pokračuje v provozu obcházením hlavních komponentů, přímo od vstupního napětí. Bypass se také používá, když je třeba UPS vypnout a poslat na opravu.
STS v UPS je potřeba pro bezpečný přechod na bypassový vstup. Zjednodušeně řečeno, STS kontroluje parametry sítě na vstupu a výstupu, vyčkává, až se shodnou, a přepne za bezpečných podmínek.
AVR ve stojanu
takže ke stojanu jsou připojeny dva vstupy napájení. Pokud má vaše zařízení dva zdroje napájení, můžete ho v klidu připojit k různým PDU, a výpadek jednoho vstupu vás nemusí děsit. A co když má váš server jeden zdroj napájení?
Ve stojanu se AVR používá, aby se zisk z dvou vstupů neztratil. Při problémech s jedním z vstupů AVR přepne zátěž na druhý vstup.
Upozornění: Pokud můžete, vyhněte se zařízením s jedním zdrojem napájení, abyste nevytvářeli bod selhání v systému. Dále ukážeme, v čem spočívají nevýhody takového připojení.
Úkolem AVR ve stojanu je přepnout zařízení na pracovní vstup tak rychle, aby v jeho činnosti nedošlo k přerušení. Potřebnou rychlost jsme nalezli empiricky: maximálně 20 ms. Podívejme se, jak to zjistili.
Selhání v činnosti serverového zařízení nastává kvůli poklesům napětí (z důvodu prací na transformovnách, připojování silných zátěží nebo havárií). Abychom ilustrovali, jak zařízení zvládá různé amplitudy a délku poklesů napětí, byly vyvinuty křivky bezpečné práce elektrického zařízení CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). Nyní jsou známé jako křivky ITIC (Information Technology Industry Council), jejich varianty jsou zahrnuty ve standardech IEEE 446 ANSI (toto je ekvivalent našich GOSTů).
Porovnáme se s plánem. Naším cílem je, aby zařízení pracovala v "zelené zóně". Na křivce ITIC vidíme, že vybavení je připraveno "snášet" výpadek maximálně 20 ms. Proto se orientujeme na to, aby AVR v racku reagovalo za 20 ms, a lépe ještě rychleji.
Zdroj: .
Zařízení AVR. Typický AVR (ATS) v našem datovém centru zabírá 1 jednotku a vydrží zatížení 16 A.
Na displeji vidíme, od jakého vstupu je AVR napájeno, kolik připojená zařízení spotřebovávají v ampérech. Pomocí samostatného tlačítka vybíráme prioritní vstup první nebo druhý. Vpravo jsou porty pro připojení k AVR:
- Ethernet port — připojení monitoringu;
- Seriový port — připojit se přes notebook a podívat se do logů, co se děje;
- USB — vložit flash disk a aktualizovat firmware.
Porty jsou zaměnitelné: lze provést všechny tyto operace, pokud je přístup k alespoň jednomu z nich.
Na zadní straně jsou konektory pro připojení hlavního a záložního vstupu a zásuvková skupina pro připojení IT zařízení.
Podrobné specifikace AVR zkontrolujeme přes webové rozhraní. Zde se nastavuje citlivost přepínání a zobrazují se logy.
Webové rozhraní AVR.
Instalace a připojení AVR. Instalovat AVR ve výšce je lepší uprostřed racku. Pokud předem neznáme konfiguraci racku, tak zařízení s jedním napájecím blokem dosáhne kabely jak z dolní, tak z horní části.
Ale dále jsou tu nuance: hloubka standardního racku je mnohem větší než hloubka AVR. Doporučujeme jej instalovat co nejblíže ke studené chodbě z dvou důvodů:
- Přístup k přednímu panelu. Pokud umístíme AVR blíže k teplé chodbě, uvidíme indikaci, ale nebudeme moci se k němu připojit přes porty. A tím pádem nebudeme moci zkontrolovat logy nebo restartovat zařízení.
Někde tam, v hlubinách, blikal AVR — k portu už se nedá dostat. - Chlazení. AVR doporučují používat při teplotě nepřesahující 45 °C. Přitom nemá své vlastní ventilátory pro chlazení, je to prostě kovové zařízení s elektronickým obvodem. Udržují požadovanou teplotu dvěma způsoby:
- vzduchovými proudy, které na něj foukají zvenčí;
- upevněními, které odvádějí přebytečné teplo.
Pokud umístíte UPS na stranu horkého koridoru a navíc jej obsadíte hromadou serverů, získáte kamna. V nejlepším případě se UPS přehřeje a ztratí spojení s vnějším světem, v horším případě začne chaoticky přepínat zátěž nebo ji zcela odpojí.
UPS se potí tváří v tvář horkému koridoru.
Byl případ. Inženýr na obchůzce slyšel neobvyklé cvakání.
V hlubinách horkého koridoru pod hromadou serverů se našla UPS, která neustále přepínala z hlavního zdroje na záložní.UPS byla vyměněna. Logy ukázaly, že celou týden přepínala každou sekundu – celkem více než půl milionu přepnutí. Takto to vypadá.
Jaké další UPS existují v racku?
Vstupní ATS pro rack. V našem datovém centru taková UPS působí jako jediný zdroj distribuce napájení v racku: funguje jako UPS+PDU. Zabírá několik jednotek, snáší zátěž 32 A, připojuje se průmyslovými konektory a může napájet zařízení až do 6 kW. Můžete ji použít, když není možné namontovat standardní PDU a jednopanelové zařízení v racku neobsluhuje kritické zátěže.
Rackový STS. STS v racku se používá pro zařízení citlivá na kolísání napětí. Tato UPS přepíná rychleji než ATS.
Tento konkrétní STS zabírá 6 jednotek a má poněkud "vintage" rozhraní.
Mini-UPS. Existují i takoví drobečkové, ale v našem datovém centru nemáme žádné. To je mini-UPS pro jeden server.
Tato UPS se připojuje přímo do zdroje serveru.
Jak hledáme ideální UPS
Testujeme mnoho různých UPS a kontrolujeme, jak se chovají za vysokých teplot.
Takto mučíme UPS, abychom to otestovali:
- připojujeme k němu registrátor kvality sítě, server a několik dalších zařízení pro zatížení;
- izolujeme rack zátkami nebo fólií, abychom dosáhli vysoké teploty;
- zahříváme na 50 °C;
- pořadí odpojujeme vstupy po 20 časech;
- díváme se, zda došlo k výpadkům napájení, jak si server vede;
- pokud UPS test obstojí — zahříváme na 70 °C.
Foto termokamerou z jednoho z testů.
Analyzátor sítě zaznamenává napětí v průběhu času. Na záznamu vidíme, jak dlouho trvalo přepnutí: v tomto okamžiku se sinusovka přerušila.
Mimochodem, bereme UPS na test: ověříme vaše zařízení na pevnost a řekneme vám, co se stalo 😉
AVR v racku: skrytá hrozba
Hlavní problém s AVR v racku spočívá v tom, že umí pouze přepínat zátěž z hlavního na záložní vstup, ale nechrání proti zkratu nebo přetížení. Pokud dojde ke zkratu v napájecím bloku, na ochranu zareaguje jistič na vyšší úrovni: na PDU nebo v rozvaděči. V důsledku toho se jeden vstup vypne, AVR si to uvědomí a přepne na druhý vstup. Pokud zkrat stále přetrvává, jistič druhého vstupu také zareaguje. Nakonec se kvůli problému na jednom zařízení může odpojit celý rack.
Tak ještě jednou opakuji: tisíckrát si rozmyslete, než nainstalujete AVR do racku a použijete zařízení s jedním napájecím blokem.
Zdroj: habr.com
