I det forrige indlæg om diskuterede vi, at der i nogle skabe er installeret en AVR - automatisk overgang til reserve. Men faktisk installeres AVR ikke kun i skabet i datacentret, men i hele strømforsyningskæden. De løser forskellige opgaver forskellige steder:
- i hovedfordelertavlerne (GRT) skifter AVR belastningen mellem forsyningen fra byen og reservestrøm fra dieselgeneratorer (DG);
- i uafbrudte strømforsyninger (UPS) skifter AVR belastningen fra hovedforsyningen til bypass (mere om dette senere);
- i skabene skifter AVR belastningen fra en forsyning til en anden i tilfælde af problemer med en af forsyningerne.
AVR i standard energiforsyningsskemaet for datacentre DataLine.
I dag skal vi tale om, hvilke AVR'er der bruges og hvor.
Der er to hovedtyper af AVR: ATS (automatic transfer switch) og STS (static transfer switch). De adskiller sig i arbejdsprincipper og komponentbasis og anvendes til forskellige opgaver. Kort sagt, STS er en mere "intelligent" ATS. Den skifter belastningen hurtigere og anvendes oftere til store belastninger/strømme. Den er mere fleksibel i opsætningen, men kræver mere fra nettet: den kan nægte at fungere, hvis 2 forsyninger kommer fra forskellige kilder, for eksempel fra en transformer og DG.
AVR i GRT
Hoved-AVR'en i datacentret så for tyve år siden ud som et komplekst system af kontakter og relæer.
AVR-modellen fra begyndelsen af 2000'erne.
I dag er AVR en kompakt multifunktionel enhed.
AVR-systemet i GRT styrer indgangsautomatikkerne og giver kommandoer til at starte og stoppe DG. Ved belastning over 2 MW er det ikke rationelt at stræbe efter hastighed på GRT-niveau. Selvom det skifter hurtigt, vil der gå tid, før DG'en starter. I dette system anvendes mere "langsomme" ATS, og der indstilles forsinkelser (grænseværdier). Det fungerer således: når strømmen til datacentret fra transformatorerne forsvinder, kommanderer AVR-enhederne: "Transformer, sluk. Vent nu 10 sekunder (grænseværdi), DG, tænd, vent endnu 10 sekunder."
AVR i UPS
På eksemplet med UPS vil vi se, hvordan den anden type AVR - STS eller static transfer switch - fungerer.
I UPS omdannes vekselstrøm til jævnstrøm i ensretteren. Derefter omdannes den tilbage til vekselstrøm i inverteren, men med stabile parametre. Dette eliminerer forstyrrelser og forbedrer energikvaliteten. Ved afbrydelse af den primære strømforsyning til batterier og forsyner datacentret, mens nødgeneratoren starter.
Men hvad nu, hvis en af komponenterne: ensretter, inverter eller batterier svigter? Til dette formål har hver UPS en bypass-mekanisme. Med den fortsætter enheden med at fungere uden om de grundlæggende komponenter, direkte fra indgangsspændingen. Bypass anvendes også, når UPS'en skal slukkes for reparation.
STS i UPS'en er nødvendig for sikkert at skifte til bypass-indgangen. For at sige det kort, kontrollerer STS netværksparametre ind og ud, venter på at de stemmer overens, og skifter under sikre forhold.
AVR i rack
Så der er to elektriske forsyningsindgange til racket. Hvis dit udstyr har to strømforsyninger, kan du roligt forbinde det til forskellige PDU'er, og du behøver ikke at være bange for, at en strømforsyning forsvinder. Men hvad hvis din server kun har én strømforsyning?
I rack anvendes AVR for at sikre, at gevinsten fra de to indgange ikke går tabt. Ved problemer med en af indgangene skifter AVR belastningen til den anden indgang.
Disclaimer: Hvis det er muligt, undgå udstyr med én strømforsyning for ikke at skabe et enkelt fejlpunk i systemet. Vi vil senere vise, hvad ulemperne ved en sådan tilslutningsordning er.
Opgaven for AVR i rack er at skifte udstyret til den aktive indgang hurtigt, så der ikke er nogen afbrydelse i dets drift. Den nødvendige hastighed blev fundet ved eksperimentering: ikke mere end 20 ms. Lad os se, hvordan dette blev opdaget.
Fejl i serverudstyr opstår på grund af spændingsfald (på grund af arbejde på transformerstationer, tilslutning af store belastninger eller nødsituationer). For at illustrere, hvordan udstyret kan modstå forskellige amplitude- og varighedsændringer i spændingen, blev der udviklet CBEMA-kurver (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). I dag er de kendt som ITIC-kurver (Information Technology Industry Council), og deres varianter er inkluderet i IEEE 446 ANSI-standarderne (dette svarer til vores GOST'er).
Lad os sammenligne med grafen. Vores mål er, at enhederne fungerer i 'det grønne område'. På ITIC-kurven ser vi, at udstyret kan 'tåle' et fald på maksimalt 20 ms. Derfor sigter vi efter, at AVR i rack fungerer inden for 20 ms, og bedre endnu — hurtigere.
Kilde: .
AVR-enhed. En typisk AVR (ATS) i racken på vores datacenter optager 1 enhed og kan håndtere en belastning på 16 A.
På skærmen ser vi, hvilken indgang AVR’en får strøm fra, samt hvor mange ampere de tilsluttede enheder forbruger. Med en separat knap vælger vi, om vi vil prioritere den første eller anden indgang. Til højre — porte til tilslutning til AVR’en:
- Ethernet-port — tilslut monitorering;
- Seriel port — tilslut via en bærbar computer og se, hvad der sker i loggen;
- USB — indsæt et stik og opdater firmware.
Portene er udskiftelige: man kan udføre alle disse operationer, hvis der er adgang til mindst én af dem.
På bagsiden — stik til tilslutning af hoved- og reservestrømforsyninger samt en stikgruppe til tilslutning af IT-udstyr.
Vi ser de detaljerede specifikationer for AVR’en gennem webinterfacet. Her kan man justere følsomheden for omskiftning og se loggene.
Webinterface til AVR.
Installation og tilslutning af AVR. Det er bedst at installere AVR’en i midten af racken. Hvis vi ikke kender udstyrets konfiguration på forhånd, kan udstyret med én strømforsyning nå til de både øverste og nederste dele med kablerne.
Men der er nogle nuancer: dybden af et standardrack er langt større end dybden af AVR’en. Vi anbefaler at installere det så tæt på den kolde gang som muligt af to grunde:
- Adgang til frontpanelet. Hvis AVR’en installeres tættere på den varme gang, vil vi se indikatorerne, men ikke kunne tilslutte til den gennem portene. Det betyder, at vi ikke kan se loggene eller genstarte enheden.
Derinde, dybt inde, blinker AVR’en — porten er ikke tilgængelig. - Køling. Det anbefales at bruge AVR’er ved temperaturer ikke over 45 °C. Den har ikke egne ventilatorer til køling; det er bare en metal enhed med elektronisk indhold. Den opretholder den nødvendige temperatur på to måder:
- luftstrømme, der blæser på den udefra;
- monteringsbeslag, der leder overskydende varme væk.
Hvis AVR’en installeres mod den varme gang og desuden klemmes af en 'lagkage' af servere, får vi en varmeovn. I bedste fald brænder AVR’en ud og mister forbindelsen til omverdenen, i værste fald kan den begynde at skifte belastningen kaotisk eller slippe den.
AVR’en vender mod den varme gang.
Der var en hændelse. En ingeniør, der var ude at inspicere, hørte usædvanlige klik.
I varmegangen under bunken af servere blev der fundet en AVR, der konstant skiftede fra hovedfoden til den reservede.AVRen blev udskiftet. Logfilerne viste, at den i en hel uge skiftede hver sekund – i alt over en halv million omkoblinger. Sådan er det
Hvilke andre AVR'er findes der i rack?
Indgangs ATS til rack. I vores datacenter fungerer denne AVR som den eneste strømdistributionskilde i rack: den arbejder som AVR+PDU. Den optager et par enheder, kan klare en belastning på 32 A, tilsluttes industrielle stik og kan forsyne op til 6 kW udstyr. Den kan bruges, når der ikke er mulighed for at installere standard PDU'er, og det monoblok udstyr i rack ikke understøtter kritiske belastninger.
Rack STS. STS'en i rack bruges til udstyr, der er følsomt over for spændingsudsving. Denne AVR skifter hurtigere end ATS.
Denne specifikke STS optager 6 enheder og har et lidt "vintage" interface.
Mini-AVR. Der findes også sådanne små enheder, men vi har ikke en sådan i vores datacenter. Dette er en mini-AVR til én server.
Denne AVR tilsluttes direkte til serverens strømforsyning.
Hvordan vi finder den ideelle AVR
Vi tester mange forskellige AVR'er og ser, hvordan de opfører sig under høje temperaturer.
Sådan tester vi dem:
- tilslutter en netværkskvalitetslogger, en server og et par andre enheder til belastning;
- isolerer rack med stik eller folie for at nå høje temperaturer;
- opvarmer til 50° C;
- frakobler indgange skiftevis 20 gange;
- ser om der har været strømsvigt, hvordan serveren klarer sig;
- hvis AVR'en består testen – opvarmer vi til 70° C.
Billede taget med termisk kamera fra en af prøvningerne.
Netværksanalysator registrerer spændingen over tid. På optagelsen ser vi, hvor længe skiftet varede: på dette tidspunkt blev sinuskurven afbrudt
For resten, vi tager AVR'en til test: vi vil teste dit udstyr for styrke og fortælle, hvad der skete 😉
AVR i rack: en skjult trussel
Det største problem med AWR i rack er, at det kun kan skifte belastningen fra den primære til den reserve input, men det beskytter ikke mod kortslutninger eller overbelastning. Hvis der opstår en kortslutning i strømforsyningen, vil beskyttelsen aktivere en automatisk afbryder på et højere niveau: på PDU eller i fordelingsskabet. Som resultat bliver den ene input frakoblet, AWR registrerer dette og skifter til den anden input. Hvis der stadig er en kortslutning, vil den automatiske afbryder for den anden input også aktivere. I sidste ende kan hele rackene miste strøm på grund af et problem med et enkelt udstyr.
Så lad mig gentage: tænk tusinde gange, før du installerer AWR i rack og bruger udstyr med en enkelt strømforsyning.
Kilde: habr.com
