En el post anterior sobre Dijimos que algunos bastidores tienen instalado un ATS: transferencia automática de reserva. Pero, de hecho, en un centro de datos, los ATS se colocan no solo en el bastidor, sino a lo largo de toda la ruta eléctrica. En diferentes lugares resuelven diferentes problemas:
- en los cuadros de distribución principales (MSB), el AVR conmuta la carga entre la entrada de la ciudad y la energía de respaldo de los grupos electrógenos diésel (DGS);
- en sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS), el ATS cambia la carga de la entrada principal al bypass (más sobre esto a continuación);
- en racks, el ATS cambia la carga de una entrada a otra en caso de problemas con una de las entradas.
ATS en el esquema de suministro de energía estándar para centros de datos DataLine.
Hablaremos sobre qué AVR se utilizan y dónde en la actualidad.
Hay dos tipos principales de ETA: ATS (interruptor de transferencia automática) y STS (interruptor de transferencia estática). Se diferencian en principios operativos y base de elementos y se utilizan para diferentes tareas. En resumen, el STS es un ATS más inteligente. Conmuta cargas más rápido y se usa con mayor frecuencia para cargas/corrientes más altas. Tiene una configuración más flexible, pero está sujeta a los caprichos de la red: puede negarse a funcionar si 2 entradas se alimentan de diferentes fuentes, por ejemplo: de un transformador y un grupo electrógeno diésel.
AVR en el cuadro principal
Hace veinte años, el ATS principal de un centro de datos parecía un complejo sistema de contactores y relés.
Modelo AVR de principios de los años 2000.
Ahora AVR es un dispositivo multifuncional compacto.
El sistema ATS en el tablero de distribución principal controla los disyuntores de entrada y da órdenes para arrancar y detener el grupo electrógeno diésel. Cuando la carga es superior a 2 MW a nivel del cuadro general no es aconsejable perseguir la velocidad. Incluso si cambia rápidamente, pasará algún tiempo hasta que se inicie el grupo electrógeno diésel. Este sistema utiliza ATS más lentos y establece retrasos (puntos de ajuste). Funciona así: cuando se corta la energía al centro de datos desde los transformadores, el ATS ordena a los dispositivos: “Transformador, apague. Ahora esperamos 10 segundos (punto de ajuste), generador diesel, encendemos, esperamos otros 10 segundos”.
ATS en UPS
Usando un UPS como ejemplo, veamos cómo funciona el segundo tipo de ATS: STS o interruptor de transferencia estática.
En un UPS, la corriente alterna se convierte en corriente continua mediante un rectificador. Luego, en el inversor, vuelve a convertirse en corriente alterna, pero con parámetros estables. Esto elimina las interferencias y mejora la calidad de la energía. Cuando la fuente de alimentación principal está apagada funciona con baterías y alimenta el centro de datos mientras los grupos electrógenos diésel se ponen en funcionamiento.
Pero ¿qué pasa si falla uno de los elementos: el rectificador, el inversor o las baterías? En este caso, cada SAI dispone de un mecanismo de bypass, o bypass. Con él, el dispositivo continúa funcionando, sin pasar por los elementos principales, directamente desde el voltaje de entrada. El bypass también se utiliza cuando es necesario apagar el UPS y sacarlo para repararlo.
El STS en el UPS es necesario para transferir de manera segura a la entrada de derivación. En resumen, el STS monitorea los parámetros de la red de entrada y salida, espera a que coincidan y conmuta en condiciones seguras.
AVR en un estante
Entonces, se conectan dos entradas de energía al bastidor. Si su equipo tiene dos fuentes de alimentación, puede conectarlo fácilmente a diferentes PDU y no tendrá miedo de perder una entrada. ¿Qué pasa si su servidor tiene una fuente de alimentación?
En el rack, se utiliza ATS para que el beneficio de dos insumos no se desperdicie. Si hay problemas con una de las entradas, el ATS cambia la carga a otra entrada.
Descargo de responsabilidad: si puede, evite equipos con una sola fuente de alimentación para evitar crear un punto de falla en el sistema. A continuación mostraremos cuáles son las desventajas de este esquema de conexión.
La tarea del ATS en el rack es cambiar el equipo a la entrada de trabajo tan rápidamente que no se interrumpa su funcionamiento. La velocidad necesaria para ello se determinó experimentalmente: no más de 20 ms. Veamos cómo se descubrió esto.
Las fallas en el funcionamiento de los equipos servidores ocurren por caídas de voltaje (por trabajos en subestaciones, conexión de cargas potentes o accidentes). Para ilustrar cómo los equipos pueden soportar diferentes amplitudes y duraciones de sobretensiones, se han desarrollado curvas de seguridad de equipos eléctricos de la CBEMA (Asociación de fabricantes de equipos informáticos y comerciales). Ahora se conocen como curvas ITIC (Consejo de la Industria de Tecnología de la Información), sus variantes están incluidas en los estándares IEEE 446 ANSI (este es un análogo de nuestros GOST).
Revisemos el horario. Nuestra tarea es garantizar que los dispositivos funcionen en la "zona verde". En la curva ITIC vemos que el equipo está preparado para “tolerar” una caída de máximo 20 ms. Por lo tanto, nuestro objetivo es que el ATS en el rack funcione en 20 ms, o mejor aún, incluso más rápido.
Fuente: .
dispositivo ATS. Un ATS típico en el rack de nuestro centro de datos ocupa 1 unidad y puede soportar una carga de 16 A.
En la pantalla vemos desde qué entrada se alimenta el ATS, cuánto consumen los dispositivos conectados en amperios. Utilice un botón independiente para seleccionar si desea dar prioridad a la primera o segunda entrada. A la derecha están los puertos para conectarse al ATS:
- Puerto Ethernet: monitorización de conexión;
- Puerto serie: inicie sesión a través de una computadora portátil y vea qué sucede en los registros;
- USB: inserte una unidad flash y actualice el firmware.
Los puertos son intercambiables: puedes realizar todas estas operaciones si tienes acceso al menos a uno de ellos.
En la parte posterior hay enchufes para conectar las entradas principal y de respaldo y un grupo de enchufes para conectar equipos de TI.
Visualizamos las características detalladas del AVR a través de la interfaz web. Allí puede ajustar la sensibilidad de conmutación y ver los registros.
Interfaz web AVR.
Instalación y conexión de ATS.. Es mejor instalar el AVR en altura en el medio del bastidor. Si no conocemos de antemano la configuración del bastidor, entonces se puede llegar al equipo con una fuente de alimentación con cables tanto desde abajo como desde arriba.
Pero hay matices: la profundidad de un bastidor estándar es mucho mayor que la profundidad del AVR. Recomendamos instalarlo lo más cerca posible del pasillo frío por dos motivos:
- Acceso al panel frontal. Si instalamos el ATS más cerca del pasillo caliente, veremos la indicación, pero no podremos conectarnos a él a través de los puertos. Esto significa que no podremos ver los registros ni reiniciar el dispositivo.
En algún lugar profundo, el AVR parpadea: ya no se puede acceder al puerto. - Refrigeración. Se recomienda utilizar AVR a temperaturas que no excedan los 45°C. Sin embargo, no tiene ventiladores propios para enfriar, es simplemente un dispositivo metálico con relleno electrónico. Mantenga la temperatura deseada de dos maneras:
- corrientes de aire que soplan sobre él desde el exterior;
- sujetadores que eliminan el exceso de calor.
Si instalamos el ATS en el lateral del pasillo caliente y, además, lo emparedamos con una tarta de servidores, obtendremos una estufa. En el mejor de los casos, el AVR quemará su cerebro y perderá contacto con el mundo exterior; en el peor de los casos, comenzará a cambiar aleatoriamente la carga o la abandonará.
El AVR echa vapor de cara al pasillo caliente.
Hubo un caso. Un ingeniero que estaba realizando su ronda escuchó clics inusuales.
En las profundidades del corredor caliente, debajo de una pila de servidores, se descubrió un ATS que cambiaba constantemente de la entrada principal a la de respaldo.Se reemplazó el AVR. Los registros mostraron que durante toda una semana conmutaba cada segundo: en total más de medio millón de conmutaciones. Así es como es
¿Qué otros AVR hay disponibles en rack?
ATS en rack introductorio. En nuestro centro de datos, un ATS de este tipo actúa como única fuente de distribución de energía en el rack: funciona como un ATS+PDU. Ocupa varias unidades, soporta una carga de 32 A, se conecta con conectores industriales y puede alimentar equipos de hasta 6 kW. Se puede utilizar cuando no es posible montar PDU estándar y el equipo de una sola unidad en un bastidor no sirve para cargas críticas.
Estante STS. El STS montado en bastidor se utiliza para equipos sensibles a sobretensiones. Este ATS cambia más rápido que el ATS.
Este STS en particular ocupa 6 unidades y tiene una interfaz ligeramente "vintage".
Mini-AVR. Existen bebés así, pero en nuestro centro de datos este no es el caso. Este es un mini-ATS para un servidor.
Este ATS se conecta directamente a la fuente de alimentación del servidor.
Cómo buscamos el AVR ideal
Probamos muchos ATS diferentes y comprobamos cómo se comportan en condiciones de alta temperatura.
Así es como nos burlamos del AVR para comprobarlo:
- le conectamos un registrador de calidad de red, un servidor y varios dispositivos más para la carga;
- aislamos la rejilla con tapones o film para conseguir altas temperaturas;
- calentar a 50°C;
- apague alternativamente las entradas 20 veces;
- miramos para ver si hubo algún corte de energía y cómo se siente el servidor;
- Si el AVR pasa la prueba, caliéntalo a 70°C.
Foto con cámara termográfica de una de las pruebas.
El analizador de red registra el voltaje a lo largo del tiempo. En la grabación vemos cuánto duró la conmutación: en ese momento se interrumpió la onda sinusoidal
Por cierto, llevaremos el AVR a prueba: comprobaremos la resistencia de su dispositivo y le diremos lo que pasó 😉
AVR en un rack: una amenaza oculta
El principal problema con un ATS montado en bastidor es que solo puede cambiar la carga de la entrada principal a la de respaldo, pero no protege contra cortocircuitos o sobrecargas. Si se produce un cortocircuito en la fuente de alimentación, entonces funcionará el disyuntor de un nivel superior para protección: en la PDU o en el tablero de distribución. Como resultado, una entrada se apaga, el ATS lo entiende y cambia a la segunda entrada. Si el cortocircuito persiste, se disparará el segundo disyuntor de entrada. Como resultado, un problema en una pieza del equipo puede provocar que todo el bastidor pierda energía.
Así que lo repito una vez más: piénselo mil veces antes de instalar el ATS en un rack y utilizar equipos con una sola fuente de alimentación.
Fuente: habr.com