AVR과 모든 것, 모든 것, 모든 것: 데이터 센터에 예비비 자동 도입

지난 포스팅에서 대략 PDU 일부 랙에는 ATS가 설치되어 있으며 예비 자동 전송이 가능하다고 말했습니다. 그러나 실제로 데이터 센터에서는 ATS가 랙뿐만 아니라 전체 전기 경로를 따라 배치됩니다. 서로 다른 장소에서 서로 다른 문제를 해결합니다.

• 주 배전반(MSB)에서 AVR은 도시의 입력과 디젤 발전기 세트(DGS)의 백업 전력 사이에서 부하를 전환합니다. 
• 무정전 전원 공급 장치(UPS)에서 ATS는 부하를 주 입력에서 바이패스로 전환합니다(자세한 내용은 아래 참조). 
• 랙에서 ATS는 입력 중 하나에 문제가 있는 경우 한 입력에서 다른 입력으로 부하를 전환합니다. 

DataLine 데이터 센터용 표준 전원 공급 장치 구성의 ATS.

오늘은 어떤 AVR이 어디에 사용되고 있는지 이야기해 보겠습니다. 

ATS에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. ATS(자동 전환 스위치) 및 STS(정적 전환 스위치). 작동 원리와 요소 기반이 다르며 다양한 작업에 사용됩니다. 간단히 말해서 STS는 더 똑똑한 ATS입니다. 이는 부하를 더 빠르게 전환하고 더 높은 부하/전류에 더 자주 사용됩니다. 구성은 더 유연하지만 네트워크의 변화에 ​​따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어 변압기와 디젤 발전기 세트 등 서로 다른 소스에서 2개의 입력에 전원이 공급되는 경우 작동이 거부될 수 있습니다.  

주 배전반의 AVR

 
XNUMX년 전 데이터 센터의 주요 ATS는 접촉기와 릴레이로 구성된 복잡한 시스템처럼 보였습니다.

2000년대 초반 AVR 모델.

이제 AVR은 소형 다기능 장치입니다.

주 배전반의 ATS 시스템은 입력 회로 차단기를 제어하고 디젤 발전기 세트를 시작 및 중지하는 명령을 제공합니다. 주 배전반 수준에서 부하가 2MW를 초과하는 경우 속도를 추적하는 것은 바람직하지 않습니다. 빠르게 전환하더라도 디젤 발전기 세트가 시작될 때까지 시간이 걸립니다. 이 시스템은 더 느린 ATS를 사용하고 지연(설정점)을 설정합니다. 이는 다음과 같이 작동합니다. 변압기에서 데이터 센터로 공급되는 전원이 끊기면 ATS는 장치에 다음과 같이 명령합니다. “변압기, 꺼. 이제 10초(설정값)를 기다리고 디젤 발전기를 켜고 10초를 더 기다립니다.” 

UPS의 ATS  

UPS를 예로 들어 ATS의 두 번째 유형인 STS 또는 정적 전송 스위치가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

UPS에서는 교류가 정류기에 의해 직류로 변환됩니다. 그런 다음 인버터에서는 다시 교류로 바뀌지만 매개변수는 안정적입니다. 이는 간섭을 제거하고 에너지 품질을 향상시킵니다. 주 전원 공급 장치가 꺼진 경우 UPS 스위치 디젤 발전기 세트가 작동하는 동안 배터리를 사용하여 데이터 센터에 전력을 공급합니다. 

하지만 정류기, 인버터, 배터리 등 요소 중 하나에 오류가 발생하면 어떻게 될까요? 이 경우 모든 UPS에는 바이패스 메커니즘, 즉 바이패스가 있습니다. 이를 통해 장치는 입력 전압에서 직접 주요 요소를 우회하여 계속 작동합니다. 바이패스는 UPS를 끄고 수리를 위해 꺼내야 할 때도 사용됩니다. 

바이패스 입력으로 안전하게 전환하려면 UPS의 STS가 필요합니다. 즉, STS는 입력 및 출력 네트워크 매개변수를 모니터링하고 일치할 때까지 기다린 후 안전한 조건에서 전환합니다. 

랙의 AVR 

따라서 두 개의 전원 입력이 랙에 연결됩니다. 장비에 두 개의 전원 공급 장치가 있는 경우 이를 다른 PDU에 쉽게 연결할 수 있으며 하나의 입력이 손실될 염려가 없습니다. 서버에 전원 공급 장치가 하나 있으면 어떻게 되나요? 
랙에서는 두 입력의 이익이 낭비되지 않도록 ATS가 사용됩니다. 입력 중 하나에 문제가 있는 경우 ATS는 부하를 다른 입력으로 전환합니다.

고지 사항: 가능하다면 단일 전원 공급 장치를 사용하는 장비를 피하여 시스템에 오류 지점이 생성되는 것을 방지하세요. 다음으로 이 연결 방식의 단점이 무엇인지 보여 드리겠습니다. 

랙에 있는 ATS의 임무는 작동이 중단되지 않도록 장비를 작동 입력으로 신속하게 전환하는 것입니다. 이에 필요한 속도는 실험적으로 20ms 이하로 확인되었습니다. 이것이 어떻게 발견되었는지 살펴보겠습니다.

서버 장비 작동 장애는 전압 강하(변전소 작업, 강력한 부하 연결 또는 사고로 인해)로 인해 발생합니다. 장비가 전압 서지의 다양한 진폭과 지속 시간을 어떻게 견딜 수 있는지 설명하기 위해 CBEMA(컴퓨터 및 비즈니스 장비 제조업체 협회) 전기 장비 안전 곡선이 개발되었습니다. 이제 ITIC(정보 기술 산업 협의회) 곡선으로 알려져 있으며 해당 변형은 IEEE 446 ANSI 표준(GOST와 유사)에 포함되어 있습니다.

일정을 확인해 보겠습니다. 우리의 임무는 장치가 "녹색 영역"에서 작동하는지 확인하는 것입니다. ITIC 곡선에서 장비는 최대 20ms의 딥을 "견딜" 준비가 되어 있음을 알 수 있습니다. 따라서 우리는 랙의 ATS가 20ms 또는 그보다 더 빠른 속도로 작동하는 것을 목표로 합니다.   

출처 : meandr.ru.

ATS 장치. 데이터 센터 랙의 일반적인 ATS는 1개 장치를 차지하며 16A의 부하를 견딜 수 있습니다. 

디스플레이에서 ATS에 전원이 공급되는 입력, 연결된 장치가 암페어 단위로 소비하는 양을 확인할 수 있습니다. 별도의 버튼을 사용하여 첫 번째 입력 또는 두 번째 입력에 우선 순위를 부여할지 여부를 선택합니다. 오른쪽에는 ATS에 연결하기 위한 포트가 있습니다. 

• 이더넷 포트 - 모니터링 연결;
• 직렬 포트 - 노트북을 통해 로그인하고 로그에서 무슨 일이 일어나고 있는지 확인하세요. 
• USB - 플래시 드라이브를 삽입하고 펌웨어를 업데이트합니다. 

포트는 상호 교환 가능합니다. 포트 중 하나 이상에 액세스할 수 있으면 이러한 모든 작업을 수행할 수 있습니다. 

뒷면에는 메인 및 백업 입력을 연결하기 위한 플러그와 IT 장비를 연결하기 위한 소켓 그룹이 있습니다.

웹 인터페이스를 통해 AVR의 세부적인 특성을 살펴봅니다. 여기에서 전환 감도를 조정하고 로그를 볼 수 있습니다. 

AVR 웹 인터페이스.

ATS 설치 및 연결. AVR은 랙 중앙 높이에 설치하는 것이 좋습니다. 랙의 구성을 미리 알지 못하는 경우 전원 공급 장치가 하나인 장비는 하단과 상단 모두에서 전선을 사용하여 연결할 수 있습니다.  

그러나 뉘앙스가 있습니다. 표준 랙의 깊이는 AVR의 깊이보다 훨씬 큽니다. 다음 두 가지 이유로 가능한 한 차가운 통로에 가깝게 설치하는 것이 좋습니다.

1. 전면 패널 액세스. ATS를 열기 통로에 더 가깝게 설치하면 표시가 표시되지만 포트를 통해 연결할 수는 없습니다. 즉, 로그를 보거나 장치를 재부팅할 수 없습니다.

   
   
   
   깊은 곳에서 AVR이 깜박입니다. 포트에 더 이상 연결할 수 없습니다.

2. 냉각. AVR은 45°C를 초과하지 않는 온도에서 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 냉각을 위한 자체 팬이 없으며 전자 충전 장치가 있는 금속 장치일 뿐입니다. 두 가지 방법으로 원하는 온도를 유지하십시오. 

• 외부에서 불어오는 공기의 흐름; 
• 과도한 열을 제거하는 패스너.

뜨거운 통로 측면에 ATS를 설치하고 추가로 서버 파이와 함께 끼워 넣으면 스토브를 얻을 수 있습니다. 가장 좋은 경우 AVR은 두뇌를 소진시키고 외부 세계와의 접촉을 잃게 되며, 최악의 경우 부하를 무작위로 전환하거나 버리기 시작합니다.

AVR은 뜨거운 복도를 향해 김이 나고 있습니다.

사건이있었습니다. 순찰 중이던 엔지니어가 평소와는 다른 딸깍거리는 소리를 들었습니다.
뜨거운 복도 깊숙한 곳, 서버 더미 아래에서 주 입력에서 백업 입력으로 지속적으로 전환하는 ATS가 발견되었습니다. 

AVR이 교체되었습니다. 로그에 따르면 일주일 내내 매초마다 전환되었으며 총 XNUMX만 개가 넘는 스위치가 있었습니다. 그렇다니까 있었다

랙에서 사용할 수 있는 다른 AVR은 무엇입니까?

입문용 랙 ATS. 우리 데이터 센터에서 이러한 ATS는 랙의 유일한 전력 분배 소스 역할을 하며 ATS+PDU로 작동합니다. 여러 장치를 점유하고 32A의 부하를 견딜 수 있으며 산업용 커넥터와 연결되어 최대 6kW의 장비에 전력을 공급할 수 있습니다. 표준 PDU를 장착할 수 없고 랙의 단일 장치 장비가 중요한 부하를 지원하지 않는 경우에 사용할 수 있습니다. 

랙 STS. 랙 장착형 STS는 서지에 민감한 장비에 사용됩니다. 이 ATS는 ATS보다 빠르게 전환됩니다. 
 

이 특별한 STS는 6개의 유닛을 차지하며 약간 "빈티지" 인터페이스를 가지고 있습니다.

미니 AVR. 그런 아기들이 있지만 우리 데이터 센터에서는 그렇지 않습니다. 서버 XNUMX대를 위한 미니 ATS입니다. 

이 ATS는 서버의 전원 공급 장치에 직접 연결됩니다.

이상적인 AVR을 찾는 방법

우리는 다양한 ATS를 테스트하고 고온 조건에서 어떻게 작동하는지 확인합니다.

AVR을 확인하기 위해 모의하는 방법은 다음과 같습니다. 

• 네트워크 품질 레코더, 서버 및 로드를 위한 여러 장치를 연결합니다.
• 고온을 달성하기 위해 플러그나 필름으로 랙을 단열합니다.
• 50°C로 가열하고;
• 교대로 입력을 20번 끕니다.
• 정전이 있었는지, 서버가 어떤 느낌인지 확인합니다.
• AVR이 테스트를 통과하면 70°C로 가열합니다.

테스트 중 하나에서 열화상 카메라를 사용한 사진.

네트워크 분석기는 시간 경과에 따른 전압을 기록합니다. 기록에서 전환이 얼마나 오래 지속되었는지 확인할 수 있습니다. 이 순간 사인파가 중단되었습니다.

그나저나, 우리는 테스트를 위해 AVR을 가져갈 것입니다: 우리는 장치의 강도를 확인하고 무슨 일이 일어났는지 알려줄 것입니다 😉 

랙의 AVR: 숨겨진 위협

랙 장착형 ATS의 주요 문제점은 메인 입력에서 백업 입력으로 부하를 전환할 수만 있고 단락이나 과부하로부터 보호할 수 없다는 것입니다. 전원 공급 장치에 단락이 발생하면 보호를 위해 더 높은 수준의 회로 차단기가 PDU 또는 배전반에서 작동합니다. 결과적으로 하나의 입력이 꺼지고 ATS는 이를 이해하고 두 번째 입력으로 전환합니다. 여전히 단락이 남아 있으면 두 번째 입력 회로 차단기가 작동됩니다. 결과적으로 장비 한 부분에 문제가 발생하면 전체 랙의 전원이 꺼질 수 있습니다.

따라서 다시 한 번 반복합니다. 랙에 ATS를 설치하고 하나의 전원 공급 장치가 있는 장비를 사용하기 전에 천 번 생각해보세요.

출처 : habr.com