AVR とすべて、すべて、すべて: データセンターでのリザーブの自動導入

前回の投稿では、 PDU 一部のラックには ATS (予備の自動転送) がインストールされていると述べました。 しかし実際には、データセンターでは、ATS がラック内だけでなく、電気経路全体に沿って配置されています。 さまざまな場所でさまざまな問題を解決します。

• 主分電盤 (MSB) では、AVR が都市からの入力とディーゼル発電機セット (DGS) からのバックアップ電力の間で負荷を切り替えます。 
• 無停電電源装置 (UPS) では、ATS が負荷をメイン入力からバイパスに切り替えます (これについては以下で詳しく説明します)。 
• ラックでは、入力の XNUMX つに問題が発生した場合、ATS は負荷を XNUMX つの入力から別の入力に切り替えます。 

DataLine データセンターの標準電源方式の ATS。

今日はどの AVR がどこで使用されているかについて説明します。 

ATS には主に XNUMX つのタイプがあります。 ATS (自動転送スイッチ) および STS (静的転送スイッチ)。 これらは動作原理と要素ベースが異なり、さまざまなタスクに使用されます。 つまり、STS はより賢い ATS です。 負荷の切り替えが速く、より高い負荷/電流によく使用されます。 構成はより柔軟ですが、ネットワークの変動の影響を受けます。たとえば、変圧器とディーゼル発電機セットなど、2 つの入力が異なる電源から電力供給されている場合、動作を拒否する可能性があります。  

主配電盤のAVR

 
XNUMX 年前のデータセンターのメイン ATS は、コンタクタとリレーからなる複雑なシステムのように見えました。

2000年代初頭のAVRモデル。

AVRはコンパクトな多機能デバイスになりました。

主配電盤の ATS システムは入力回路ブレーカーを制御し、ディーゼル発電機セットの起動と停止のコマンドを出します。 主配電盤レベルで負荷が 2 MW を超える場合、速度を追求することはお勧めできません。 切り替えが早くても、ディーゼル発電機が始動するまでには時間がかかります。 このシステムは、より遅い ATS を使用し、遅延 (セットポイント) を設定します。 これは次のように動作します。変圧器からデータ センターへの電力が失われると、ATS はデバイスに次のように命令します。「変圧器、電源を切ってください。」 今度は 10 秒待って (設定値)、ディーゼル発電機をオンにして、さらに 10 秒待ちます。」 

UPSのATS  

UPS を例として、XNUMX 番目のタイプの ATS、STS、つまり静的転送スイッチがどのように機能するかを見てみましょう。

UPS では、交流は整流器によって直流に変換されます。 次に、インバータで交流に戻りますが、パラメータは安定しています。 これにより干渉が排除され、エネルギー品質が向上します。 主電源が切れたとき UPSスイッチ ディーゼル発電機セットが稼働している間、バッテリーで電力を供給し、データセンターに電力を供給します。 

しかし、整流器、インバーター、バッテリーなどの要素の XNUMX つが故障した場合はどうなるでしょうか? この場合、すべての UPS にはバイパス機構、つまりバイパスが備わっています。 これにより、デバイスは主要要素をバイパスして入力電圧から直接動作し続けます。 バイパスは、UPS の電源を切り、修理のために持ち出す必要がある場合にも使用されます。 

UPS の STS は、バイパス入力に安全に転送するために必要です。 つまり、STS は入力および出力ネットワーク パラメータを監視し、それらが一致するのを待って、安全な状態で切り替えます。 

ラック内のAVR 

したがって、XNUMX つの電源入力がラックに接続されています。 機器に XNUMX つの電源装置がある場合は、異なる PDU に簡単に接続でき、XNUMX つの入力が失われることを心配する必要はありません。 サーバーに電源が XNUMX つある場合はどうなるでしょうか? 
ラックでは、XNUMXつの入力による利益を無駄にしないようにATSが使用されます。 いずれかの入力に問題がある場合、ATS は負荷を別の入力に切り替えます。

免責事項: システムに障害点が生じるのを避けるために、可能であれば、単一電源を備えた機器の使用は避けてください。 次に、この接続方式の欠点を示します。 

ラック内の ATS のタスクは、動作が中断されないように、機器を稼働入力に迅速に切り替えることです。 これに必要な速度は実験的に判明しており、20 ミリ秒以下です。 これがどのようにして発見されたのか見てみましょう。

サーバー機器の動作障害は、変電所での作業、強力な負荷の接続、事故などによる電圧低下によって発生します。 電圧サージのさまざまな振幅と持続時間に機器がどのように耐えられるかを示すために、CBEMA (Computer and Business Equipment Manufactures Association) の電気機器の安全曲線が開発されました。 現在、それらは ITIC (Information Technology Industry Council) 曲線として知られており、その変形は IEEE 446 ANSI 標準に含まれています (これは GOST の類似物です)。

スケジュールを確認しましょう。 私たちの任務は、デバイスが「グリーン ゾーン」で動作することを保証することです。 ITIC 曲線では、機器が最大 20 ミリ秒のディップを「許容」する準備ができていることがわかります。 したがって、ラック内の ATS が 20 ミリ秒、できればそれよりも速く動作することを目指しています。   

出所： meandr.ru.

ATS装置。 当社のデータセンター ラック内の一般的な ATS は 1 ユニットを占有し、16 A の負荷に耐えることができます。 

ディスプレイには、ATS がどの入力から電​​力を供給されているか、接続されたデバイスがアンペア単位でどれだけ消費しているかが表示されます。 XNUMX番目の入力を優先するかXNUMX番目の入力を優先するかを別のボタンで選択します。 右側には、ATS に接続するためのポートがあります。 

• イーサネット ポート - 監視を接続します。
• シリアル ポート - ラップトップ経由でログインし、ログで何が起こっているかを確認します。 
• USB - フラッシュドライブを挿入し、ファームウェアを更新します。 

ポートは交換可能です。ポートの少なくとも XNUMX つにアクセスできれば、これらの操作はすべて実行できます。 

背面には、メイン入力とバックアップ入力を接続するためのプラグと、IT機器を接続するためのソケットグループがあります。

Webインターフェイスを通じてAVRの詳細な特性を確認します。 そこでスイッチング感度を調整したり、ログを確認したりできます。 

AVR Web インターフェイス。

ATSの設置と接続。 AVR はラックの中央の高さに設置することをお勧めします。 ラックの構成が事前に分からない場合、電源が XNUMX つある機器には、下部と上部の両方から配線を使用してアクセスできます。  

ただし、微妙な違いがあります。標準ラックの奥行きは、AVR の奥行きよりもはるかに大きいです。 次の XNUMX つの理由により、コールドアイルのできるだけ近くに設置することをお勧めします。

1. フロントパネルへのアクセス。 ATS をホット アイルの近くに設置すると、表示は表示されますが、ポートを介して ATS に接続することはできません。 これは、ログを表示したり、デバイスを再起動したりすることができないことを意味します。

   
   
   
   深部のどこかで AVR が点滅しています - ポートにはもう到達できません。

2. 冷凍。 AVR は 45°C を超えない温度で使用することをお勧めします。 ただし、冷却用の独自のファンはなく、電子充填を備えた単なる金属デバイスです。 次の XNUMX つの方法で希望の温度を維持します。 

• 外側から吹き付ける空気の流れ。 
• 余分な熱を取り除くファスナー。

ATSをホットアイルの側に設置し、さらにサーバーのパイで挟むと、ストーブが得られます。 最良の場合、AVR は脳を焼き尽くし、外部との接続を失います。最悪の場合、負荷をランダムに切り替えるか放棄し始めます。

AVRは暑い廊下に面して湯気が立っています。

というケースがありました。 巡回中のエンジニアは、特徴のないカチッという音を聞いた。
暑い廊下の奥、山積みのサーバーの下で、メイン入力からバックアップ入力に常に切り替えている ATS が発見されました。 

AVRを交換しました。 ログには、丸一週間にわたって毎秒切り替わり、合計で XNUMX 万回以上の切り替えが行われたことが示されています。 そういうことです было

ラックでは他にどのような AVR が利用できますか?

ラックATS入門。 当社のデータセンターでは、このような ATS がラック内の唯一の配電源として機能し、ATS+PDU として機能します。 複数のユニットを占有し、32 A の負荷に耐えることができ、産業用コネクタで接続され、最大 6 kW の機器に電力を供給できます。 標準の PDU を取り付けることができず、ラック内の単一ユニットの機器が重要な負荷に対応できない場合に使用できます。 

ラックSTS。 ラックマウント STS は、サージに敏感な機器に使用されます。 この ATS は ATS よりも高速に切り替わります。 
 

この特定の STS は 6 ユニットを占め、少し「ビンテージ」なインターフェイスを備えています。

ミニAVR。 そのような赤ちゃんもいますが、私たちのデータセンターではそうではありません。 これは XNUMX サーバー用のミニ ATS です。 

この ATS はサーバーの電源に直接接続されます。

理想的なAVRを探す方法

私たちはさまざまな ATS をテストし、高温条件下で ATS がどのように動作するかを確認します。

AVR をモックしてチェックする方法は次のとおりです。 

• ネットワーク品質レコーダー、サーバー、および負荷用のさらにいくつかのデバイスをそれに接続します。
• ラックをプラグまたはフィルムで断熱して高温にします。
• 50℃に加熱します。
• 入力を交互に 20 回オフにします。
• 停電があったかどうかとサーバーの状態を確認します。
• AVR がテストに合格した場合は、70°C に加熱します。

あるテストで撮影されたサーマルイメージャーによる写真。

ネットワーク アナライザーは電圧を経時的に記録します。 記録では、スイッチングがどれくらい続いたかがわかります。この瞬間、正弦波は中断されました。

ちなみに、AVR をテストします。デバイスの強度をチェックして、何が起こったかをお知らせします 😉 

ラック内の AVR: 隠れた脅威

ラックマウント型 ATS の主な問題は、負荷をメイン入力からバックアップ入力に切り替えることしかできず、短絡や過負荷から保護できないことです。 電源装置で短絡が発生した場合、PDU または分電盤の上位レベルの回路ブレーカーが保護のために動作します。 その結果、XNUMX つの入力がオフになり、ATS はこれを認識して XNUMX 番目の入力に切り替えます。 短絡がまだ残っている場合は、XNUMX 番目の入力サーキット ブレーカーが作動します。 その結果、XNUMX つの機器に問題が発生すると、ラック全体の電源が失われる可能性があります。

したがって、もう一度繰り返します。ATS をラックに設置し、電源が XNUMX つの機器を使用する前に、何千回も考えてください。

出所： habr.com