Nel post precedente su Abbiamo detto che su alcuni rack è installato un ATS: trasferimento automatico della riserva. Ma in realtà, nel data center, gli ATS sono posizionati non solo nel rack, ma lungo l'intero percorso elettrico. In luoghi diversi risolvono diversi problemi:
- nei quadri di distribuzione principali (MSB), l'AVR commuta il carico tra l'ingresso dalla città e l'alimentazione di backup dai gruppi elettrogeni diesel (DGS);
- nei gruppi di continuità (UPS), l'ATS commuta il carico dall'ingresso principale al bypass (ne parleremo più avanti);
- nei rack, l'ATS commuta il carico da un ingresso all'altro in caso di problemi con uno degli ingressi.
ATS nello schema di alimentazione standard per data center DataLine.
Parleremo di quali AVR vengono utilizzati e dove oggi.
Esistono due tipologie principali di ATS: ATS (commutatore di trasferimento automatico) e STS (commutatore di trasferimento statico). Differiscono nei principi di funzionamento e negli elementi base e vengono utilizzati per compiti diversi. In breve, l’STS è un ATS più intelligente. Commuta i carichi più velocemente e viene utilizzato più spesso per carichi/correnti più elevati. È più flessibile nella configurazione, ma è soggetto ai capricci della rete: potrebbe rifiutarsi di funzionare se 2 ingressi sono alimentati da fonti diverse, ad esempio: da un trasformatore e un gruppo elettrogeno diesel.
AVR nel centralino principale
Vent'anni fa l'ATS principale di un data center sembrava un complesso sistema di contattori e relè.
Modello AVR dei primi anni 2000.
Ora AVR è un dispositivo multifunzionale compatto.
Il sistema ATS nel quadro principale controlla gli interruttori automatici di ingresso e fornisce i comandi per avviare e arrestare il gruppo elettrogeno diesel. Quando il carico è superiore a 2 MW a livello del quadro principale, non è consigliabile inseguire la velocità. Anche se cambia rapidamente, ci vorrà del tempo prima che il gruppo elettrogeno diesel si avvii. Questo sistema utilizza ATS più lenti e imposta ritardi (setpoint). Funziona così: quando viene a mancare l'alimentazione al data center dai trasformatori, l'ATS comanda ai dispositivi: “Trasformatore, spegni. Adesso aspettiamo 10 secondi (set point), generatore diesel, accendiamo, aspettiamo altri 10 secondi.”
ATS nell'UPS
Utilizzando un UPS come esempio, vediamo come funziona il secondo tipo di ATS: STS o commutatore di trasferimento statico.
In un UPS, la corrente alternata viene convertita in corrente continua da un raddrizzatore. Quindi all'inverter ritorna corrente alternata, ma con parametri stabili. Ciò elimina le interferenze e migliora la qualità dell'energia. Quando l'alimentazione principale è spenta sulle batterie e alimenta il data center mentre i gruppi elettrogeni diesel vengono messi in funzione.
Ma cosa succede se uno degli elementi si guasta: il raddrizzatore, l'inverter o le batterie? In questo caso ogni UPS è dotato di un meccanismo di bypass, o bypass. Con esso, il dispositivo continua a funzionare, bypassando gli elementi principali, direttamente dalla tensione di ingresso. Il bypass viene utilizzato anche quando è necessario spegnere l'UPS e portarlo fuori per la riparazione.
L'STS nell'UPS è necessario per effettuare il trasferimento in sicurezza all'ingresso di bypass. In breve, l'STS monitora i parametri di rete di ingresso e uscita, attende che corrispondano e commuta in condizioni di sicurezza.
AVR in un rack
Quindi, due ingressi di alimentazione sono collegati al rack. Se la tua apparecchiatura dispone di due alimentatori, puoi collegarla facilmente a diverse PDU e non avrai paura della perdita di un ingresso. Cosa succede se il tuo server ha un alimentatore?
Nel rack, l'ATS viene utilizzato in modo che il profitto derivante da due input non vada sprecato. Se si verificano problemi con uno degli ingressi, l'ATS commuta il carico su un altro ingresso.
Dichiarazione di non responsabilità: se possibile, evitare apparecchiature con un unico alimentatore per evitare di creare un punto di guasto nel sistema. Successivamente mostreremo quali sono gli svantaggi di questo schema di connessione.
Il compito dell'ATS nel rack è di commutare l'apparecchiatura sull'ingresso di lavoro così rapidamente che non vi sia alcuna interruzione nel suo funzionamento. La velocità richiesta per questo è stata trovata sperimentalmente: non più di 20 ms. Vediamo come è stato scoperto.
Guasti nel funzionamento delle apparecchiature server si verificano a causa di cali di tensione (a causa di lavori nelle sottostazioni, connessione di carichi potenti o incidenti). Per illustrare come le apparecchiature possono resistere a diverse ampiezze e durate di picchi di tensione, sono state sviluppate le curve di sicurezza delle apparecchiature elettriche CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). Ora sono conosciute come curve ITIC (Information Technology Industry Council), le loro varianti sono incluse negli standard IEEE 446 ANSI (questo è un analogo dei nostri GOST).
Controlliamo il programma. Il nostro compito è garantire che i dispositivi funzionino nella “zona verde”. Sulla curva ITIC vediamo che l'apparecchiatura è pronta a “tollerare” un calo di un massimo di 20 ms. Pertanto, puntiamo a far sì che l'ATS nel rack funzioni in 20 ms o, meglio ancora, ancora più velocemente.
Fonte: .
Dispositivo ATS. Un tipico ATS nel nostro rack del data center occupa 1 unità e può sopportare un carico di 16 A.
Sul display vediamo da quale ingresso viene alimentato l'ATS, quanto consumano in ampere i dispositivi collegati. Utilizzare un pulsante separato per selezionare se dare priorità al primo o al secondo ingresso. Sulla destra ci sono le porte per la connessione all'ATS:
- Porta Ethernet: collega il monitoraggio;
- Porta seriale: accedi tramite laptop e guarda cosa succede nei registri;
- USB: inserisci un'unità flash e aggiorna il firmware.
Le porte sono intercambiabili: puoi eseguire tutte queste operazioni se hai accesso ad almeno una di esse.
Sul lato posteriore sono presenti le spine per il collegamento degli ingressi principale e di backup e un gruppo prese per il collegamento delle apparecchiature IT.
Visualizziamo le caratteristiche dettagliate dell'AVR attraverso l'interfaccia web. Lì puoi regolare la sensibilità di commutazione e vedere i registri.
Interfaccia web dell'AVR.
Installazione e collegamento dell'ATS. È preferibile installare l'AVR in altezza al centro del rack. Se non conosciamo in anticipo la configurazione del rack, è possibile raggiungere le apparecchiature con un alimentatore utilizzando i cavi sia dal basso che dall'alto.
Ma poi ci sono delle sfumature: la profondità di un rack standard è molto maggiore della profondità dell'AVR. Si consiglia di installarlo il più vicino possibile al corridoio freddo per due motivi:
- Accesso dal pannello frontale. Se installiamo l'ATS più vicino al corridoio caldo, vedremo l'indicazione, ma non saremo in grado di collegarci ad esso attraverso le porte. Ciò significa che non saremo in grado di visualizzare i registri o riavviare il dispositivo.
Da qualche parte nelle profondità, l'AVR lampeggia: la porta non è più raggiungibile. - Refrigerazione. Si consiglia di utilizzare l'AVR a temperature non superiori a 45°C. Tuttavia, non dispone di ventole proprie per il raffreddamento, è solo un dispositivo metallico con riempimento elettronico. Mantenere la temperatura desiderata in due modi:
- correnti d'aria che vi soffiano dall'esterno;
- elementi di fissaggio che rimuovono il calore in eccesso.
Se installiamo l'ATS sul lato del corridoio caldo e, inoltre, lo integriamo con una torta di server, otterremo una stufa. Nel migliore dei casi, l'AVR brucerà il suo cervello e perderà il contatto con il mondo esterno, nel peggiore dei casi inizierà a cambiare casualmente il carico o ad abbandonarlo.
L'AVR sta fumando di fronte al corridoio caldo.
C'è stato un caso. Un ingegnere durante il suo giro ha sentito clic insoliti.
Nelle profondità del corridoio caldo, sotto una pila di server, è stato scoperto un ATS che passava costantemente dall'ingresso principale a quello di backup.L'AVR è stato sostituito. I registri hanno mostrato che per un'intera settimana è cambiato ogni secondo, per un totale di oltre mezzo milione di cambi. Ecco com'è
Quali altri AVR sono disponibili in un rack?
ATS rack introduttivo. Nel nostro data center, un ATS di questo tipo funge da unica fonte di distribuzione dell'alimentazione nel rack: funziona come un ATS+PDU. Occupa più unità, può sopportare un carico di 32 A, si collega con connettori industriali e può alimentare fino a 6 kW di apparecchiature. Può essere utilizzato quando non è possibile montare PDU standard e le apparecchiature a unità singola in un rack non supportano carichi critici.
Cremagliera STS. L'STS montato su rack viene utilizzato per apparecchiature sensibili alle sovratensioni. Questo ATS cambia più velocemente dell'ATS.
Questo particolare STS occupa 6 unità e ha un'interfaccia leggermente "vintage".
Mini-AVR. Esistono bambini del genere, ma nel nostro data center non è così. Questo è un mini-ATS per un server.
Questo ATS è collegato direttamente all'alimentazione del server.
Come cerchiamo l'AVR ideale
Testiamo molti ATS diversi e controlliamo come si comportano in condizioni di alta temperatura.
Ecco come prendiamo in giro l'AVR per controllarlo:
- colleghiamo ad esso un registratore di qualità di rete, un server e molti altri dispositivi per il carico;
- isoliamo il telaio con tappi o pellicole per raggiungere temperature elevate;
- riscaldare a 50°C;
- disattivare alternativamente gli ingressi 20 volte;
- controlliamo se ci sono state interruzioni di corrente e come si sente il server;
- Se l'AVR supera il test, riscaldarlo a 70°C.
Foto con una termocamera da uno dei test.
L'analizzatore di rete registra la tensione nel tempo. Nella registrazione vediamo quanto è durata la commutazione: in questo momento l'onda sinusoidale è stata interrotta
A proposito, porteremo l'AVR a fare un test: controlleremo la resistenza del tuo dispositivo e ti diremo cosa è successo 😉
AVR in un rack: una minaccia nascosta
Il problema principale con un ATS montato su rack è che può solo commutare il carico dall'ingresso principale a quello di backup, ma non protegge da cortocircuiti o sovraccarichi. Se si verifica un cortocircuito sull'alimentazione, l'interruttore automatico al livello superiore funzionerà per protezione: sulla PDU o nel quadro di distribuzione. Di conseguenza, un ingresso viene disattivato, l'ATS lo capisce e passa al secondo ingresso. Se il cortocircuito persiste, interverrà il secondo interruttore automatico di ingresso. Di conseguenza, un problema su un componente dell'apparecchiatura può causare la perdita di potenza dell'intero rack.
Quindi lo ripeto ancora una volta: pensarci mille volte prima di installare l'ATS in un rack e utilizzare apparecchiature con un solo alimentatore.
Fonte: habr.com