Dans le post précédent sur Nous avons dit que certains racks sont équipés d'un ATS - transfert automatique de réserve. Mais en fait, dans un centre de données, les ATS sont placés non seulement dans le rack, mais tout au long du chemin électrique. À différents endroits, ils résolvent différents problèmes :
- dans les tableaux de distribution principaux (MSB), l'AVR commute la charge entre l'entrée de la ville et l'alimentation de secours des groupes électrogènes diesel (DGS) ;
- dans les alimentations sans interruption (UPS), l'ATS commute la charge de l'entrée principale au bypass (plus d'informations ci-dessous) ;
- dans les racks, l'ATS bascule la charge d'une entrée à une autre en cas de problème avec l'une des entrées.
ATS dans le schéma d'alimentation standard pour les centres de données DataLine.
Nous parlerons des AVR utilisés et où aujourd’hui.
Il existe deux principaux types d'ATS : ATS (commutateur de transfert automatique) et STS (commutateur de transfert statique). Ils diffèrent par leurs principes de fonctionnement et leur base d'éléments et sont utilisés pour différentes tâches. En bref, le STS est un ATS plus intelligent. Il commute les charges plus rapidement et est plus souvent utilisé pour des charges/courants plus élevés. Il est plus souple dans sa configuration, mais il est soumis aux aléas du réseau : il peut refuser de fonctionner si 2 entrées sont alimentées par des sources différentes, par exemple : par un transformateur et un groupe électrogène diesel.
AVR dans le tableau principal
Il y a vingt ans, l'ATS principal d'un centre de données ressemblait à un système complexe de contacteurs et de relais.
Modèle AVR du début des années 2000.
L'AVR est désormais un appareil multifonctionnel compact.
Le système ATS dans le tableau principal contrôle les disjoncteurs d'entrée et donne les commandes de démarrage et d'arrêt du groupe électrogène diesel. Lorsque la charge est supérieure à 2 MW au niveau du tableau principal, il n'est pas conseillé de courir après la vitesse. Même s'il commute rapidement, il faudra du temps avant que le groupe électrogène diesel démarre. Ce système utilise des ATS plus lents et définit des délais (points de consigne). Cela fonctionne comme ceci : lorsque l'alimentation du centre de données provenant des transformateurs est perdue, l'ATS commande aux appareils : « Transformateur, éteignez-le. Maintenant, nous attendons 10 secondes (point de consigne), générateur diesel, allumez, attendez encore 10 secondes.
ATS dans UPS
En utilisant un UPS comme exemple, voyons comment fonctionne le deuxième type d'ATS - STS ou commutateur de transfert statique.
Dans un UPS, le courant alternatif est converti en courant continu par un redresseur. Ensuite, au niveau de l'onduleur, il redevient du courant alternatif, mais avec des paramètres stables. Cela élimine les interférences et améliore la qualité de l’énergie. Lorsque l'alimentation principale est coupée sur batteries et alimente le centre de données pendant la mise en service des groupes électrogènes diesel.
Mais que se passe-t-il si l'un des éléments tombe en panne : le redresseur, l'onduleur ou les batteries ? Dans ce cas, chaque UPS dispose d'un mécanisme de contournement, ou bypass. Avec lui, l'appareil continue de fonctionner, en contournant les éléments principaux, directement à partir de la tension d'entrée. Le bypass est également utilisé lorsque vous devez éteindre l'onduleur et le retirer pour réparation.
Le STS dans l'onduleur est nécessaire pour effectuer un transfert en toute sécurité vers l'entrée de dérivation. En bref, le STS surveille les paramètres du réseau d'entrée et de sortie, attend qu'ils correspondent et commute dans des conditions sûres.
AVR dans un rack
Ainsi, deux entrées d'alimentation sont connectées au rack. Si votre équipement dispose de deux alimentations, vous pouvez facilement le connecter à différentes PDU et vous n'avez pas peur de perdre une entrée. Que se passe-t-il si votre serveur dispose d'une seule alimentation ?
Dans le rack, l'ATS est utilisé pour que le profit de deux entrées ne soit pas gaspillé. S'il y a des problèmes avec l'une des entrées, l'ATS bascule la charge vers une autre entrée.
Avertissement : si vous le pouvez, évitez les équipements dotés d'une seule alimentation pour éviter de créer un point de défaillance dans le système. Nous montrerons ensuite quels sont les inconvénients de ce schéma de connexion.
La tâche de l'ATS dans le rack est de commuter l'équipement sur l'entrée de travail si rapidement qu'il n'y a pas d'interruption de son fonctionnement. La vitesse requise pour cela a été trouvée expérimentalement : pas plus de 20 ms. Voyons comment cela a été découvert.
Des défaillances dans le fonctionnement des équipements de serveur se produisent en raison de chutes de tension (dues à des travaux dans des sous-stations, à la connexion de charges puissantes ou à des accidents). Pour illustrer comment les équipements peuvent résister à différentes amplitudes et durées de surtensions, des courbes de sécurité des équipements électriques de la CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association) ont été développées. Elles sont désormais connues sous le nom de courbes ITIC (Information Technology Industry Council), leurs variantes sont incluses dans les normes IEEE 446 ANSI (il s'agit d'un analogue de nos GOST).
Vérifions le calendrier. Notre tâche est de garantir que les appareils fonctionnent dans la « zone verte ». Sur la courbe ITIC on voit que l'équipement est prêt à « tolérer » un creux de 20 ms maximum. Par conséquent, nous visons à ce que l'ATS dans le rack fonctionne en 20 ms, ou mieux encore, encore plus rapidement.
Source: .
Appareil ATS. Un ATS typique dans notre rack de centre de données occupe 1 unité et peut supporter une charge de 16 A.
Sur l'écran, nous voyons à partir de quelle entrée l'ATS est alimenté, combien les appareils connectés consomment en ampères. Utilisez un bouton séparé pour sélectionner si vous souhaitez donner la priorité à la première ou à la deuxième entrée. Sur la droite se trouvent les ports de connexion à l'ATS :
- Port Ethernet – surveillance des connexions ;
- Port série : connectez-vous via un ordinateur portable et voyez ce qui se passe dans les journaux ;
- USB - insérez une clé USB et mettez à jour le firmware.
Les ports sont interchangeables : vous pouvez effectuer toutes ces opérations si vous avez accès à au moins l'un d'entre eux.
À l'arrière se trouvent des fiches pour connecter les entrées principales et de secours et un groupe de prises pour connecter l'équipement informatique.
Nous visualisons les caractéristiques détaillées de l'AVR via l'interface Web. Là, vous pouvez régler la sensibilité de commutation et voir les journaux.
Interface Web AVR.
Installation et connexion de l'ATS. Il est préférable d'installer l'AVR en hauteur au milieu du rack. Si nous ne connaissons pas à l'avance la configuration du rack, les équipements dotés d'une seule alimentation peuvent être atteints avec des fils du bas et du haut.
Mais il y a aussi des nuances : la profondeur d'un rack standard est bien supérieure à la profondeur de l'AVR. Nous recommandons de l’installer le plus près possible de l’allée froide pour deux raisons :
- Accès au panneau avant. Si nous installons l'ATS plus près de l'allée chaude, nous verrons l'indication, mais nous ne pourrons pas nous y connecter via les ports. Cela signifie que nous ne pourrons pas afficher les journaux ni redémarrer l'appareil.
Quelque part dans les profondeurs, l'AVR clignote - le port n'est plus accessible. - Réfrigération. Il est recommandé d'utiliser l'AVR à des températures ne dépassant pas 45°C. Cependant, il ne dispose pas de ses propres ventilateurs pour le refroidissement, il s'agit simplement d'un appareil métallique à remplissage électronique. Maintenez la température souhaitée de deux manières :
- des courants d'air qui soufflent dessus de l'extérieur ;
- attaches qui éliminent l'excès de chaleur.
Si nous installons l'ATS du côté de l'allée chaude et, en plus, le prenons en sandwich avec une tarte de serveurs, alors nous obtiendrons un poêle. Dans le meilleur des cas, l'AVR brûlera son cerveau et perdra le contact avec le monde extérieur, dans le pire des cas, il commencera à changer de charge au hasard ou à l'abandonner.
L'AVR fume face au couloir chaud.
Il y a eu un cas. Un ingénieur lors de sa tournée a entendu des clics inhabituels.
Au fond du couloir chaud, sous une pile de serveurs, a été découvert un ATS qui passait constamment de l'entrée principale à celle de secours.L'AVR a été remplacé. Les journaux ont montré que pendant une semaine entière, il a changé toutes les secondes, soit un total de plus d'un demi-million de commutateurs. C'est comme ça
Quels autres AVR sont disponibles dans un rack ?
Présentation du rack ATS. Dans notre centre de données, un tel ATS constitue la seule source de distribution d'énergie dans le rack : il fonctionne comme un ATS+PDU. Occupe plusieurs unités, peut supporter une charge de 32 A, se connecte avec des connecteurs industriels et peut alimenter jusqu'à 6 kW d'équipements. Il peut être utilisé lorsqu'il n'est pas possible de monter des PDU standard et que l'équipement unitaire dans un rack ne dessert pas les charges critiques.
Crémaillère STS. Le STS monté en rack est utilisé pour les équipements sensibles aux surtensions. Cet ATS commute plus rapidement que l'ATS.
Ce STS particulier occupe 6 unités et possède une interface légèrement "vintage".
Mini-AVR. Il existe de tels bébés, mais dans notre centre de données, ce n'est pas le cas. Il s'agit d'un mini-ATS pour un serveur.
Cet ATS est connecté directement à l'alimentation électrique du serveur.
Comment nous recherchons l’AVR idéal
Nous testons de nombreux ATS différents et vérifions leur comportement dans des conditions de température élevée.
Voici comment nous nous moquons de l'AVR pour le vérifier :
- nous y connectons un enregistreur de qualité réseau, un serveur et plusieurs autres appareils pour la charge ;
- nous isolons le rack avec des bouchons ou un film pour atteindre des températures élevées ;
- chauffer à 50°C ;
- éteignez alternativement les entrées 20 fois ;
- nous regardons s'il y a eu des pannes de courant et comment se sent le serveur ;
- Si l'AVR réussit le test, chauffez-le à 70°C.
Photo avec une caméra thermique d'un des tests.
L'analyseur de réseau enregistre la tension au fil du temps. Dans l'enregistrement, nous voyons combien de temps a duré la commutation : à ce moment-là, l'onde sinusoïdale a été interrompue
Au fait, nous allons tester l'AVR : nous vérifierons la solidité de votre appareil et vous dirons ce qui s'est passé 😉
AVR dans un rack : une menace cachée
Le principal problème d'un ATS monté en rack est qu'il peut uniquement commuter la charge de l'entrée principale vers l'entrée de secours, mais ne protège pas contre les courts-circuits ou les surcharges. Si un court-circuit se produit sur l'alimentation électrique, alors le disjoncteur d'un niveau supérieur fonctionnera pour la protection : sur la PDU ou dans le tableau de distribution. En conséquence, une entrée est désactivée, l'ATS le comprend et passe à la deuxième entrée. Si le court-circuit persiste, le deuxième disjoncteur d'entrée se déclenchera. Par conséquent, un problème sur un élément d’équipement peut entraîner une perte de puissance de l’ensemble du rack.
Alors je le répète encore une fois : réfléchissez mille fois avant d'installer l'ATS dans un rack et d'utiliser un équipement avec une seule alimentation.
Source: habr.com