In het vorige bericht over We zeiden dat op sommige racks een ATS is geïnstalleerd - automatische overdracht van reserve. Maar in feite worden ATS's in een datacenter niet alleen in het rack geplaatst, maar langs het hele elektrische pad. Op verschillende plaatsen lossen ze verschillende problemen op:
- in de hoofdverdeelborden (MSB) schakelt de AVR de belasting tussen input van de stad en back-upstroom van dieselgeneratorsets (DGS);
- bij ononderbroken voedingen (UPS) schakelt de ATS de belasting van de hoofdingang naar de bypass (meer hierover hieronder);
- in racks schakelt de ATS de belasting van de ene ingang naar de andere bij problemen met een van de ingangen.
ATS in het standaard stroomvoorzieningsschema voor DataLine-datacenters.
We zullen het hebben over welke AVR's vandaag de dag worden gebruikt en waar.
Er zijn twee hoofdtypen ATS: ATS (automatische omschakelaar) en STS (statische omschakelaar). Ze verschillen qua werkingsprincipes en elementbasis en worden voor verschillende taken gebruikt. Kortom: de STS is een slimmer ATS. Het schakelt belastingen sneller en wordt vaker gebruikt voor hogere belastingen/stromen. Het is flexibeler qua configuratie, maar is onderhevig aan de grillen van het netwerk: het kan weigeren te werken als twee ingangen worden gevoed vanuit verschillende bronnen, bijvoorbeeld: een transformator en een dieselgeneratorset.
AVR in het hoofdschakelbord
De belangrijkste ATS van een datacenter zag er twintig jaar geleden uit als een complex systeem van schakelaars en relais.
AVR-model uit begin jaren 2000.
Nu is AVR een compact multifunctioneel apparaat.
Het ATS-systeem in het hoofdschakelbord bestuurt de ingangsstroomonderbrekers en geeft opdrachten om de dieselgeneratorset te starten en te stoppen. Wanneer de belasting op hoofdschakelbordniveau meer dan 2 MW bedraagt, is het niet raadzaam om op snelheid te jagen. Zelfs als deze snel schakelt, duurt het even voordat de dieselgeneratorset start. Dit systeem maakt gebruik van langzamere ATS's en stelt vertragingen (setpoints) in. Het werkt als volgt: wanneer de stroom naar het datacenter van de transformatoren uitvalt, geeft de ATS de apparaten het commando: “Transformator, schakel uit. Nu wachten we 10 seconden (setpoint), dieselgenerator ingesteld, inschakelen, nog eens 10 seconden wachten.”
ATS in UPS
Laten we, met een UPS als voorbeeld, kijken hoe het tweede type ATS werkt: STS of statische overdrachtsschakelaar.
In een UPS wordt wisselstroom door een gelijkrichter omgezet in gelijkstroom. Vervolgens wordt het bij de omvormer weer omgezet in wisselstroom, maar met stabiele parameters. Dit elimineert interferentie en verbetert de energiekwaliteit. Wanneer de hoofdstroomvoorziening is uitgeschakeld werkt op batterijen en voedt het datacenter terwijl de dieselgeneratorsets in bedrijf worden gesteld.
Maar wat als een van de elementen defect raakt: de gelijkrichter, de omvormer of de batterijen? In dit geval beschikt elke UPS over een bypass-mechanisme, oftewel bypass. Hiermee blijft het apparaat werken, waarbij de hoofdelementen worden omzeild, rechtstreeks vanaf de ingangsspanning. De bypass wordt ook gebruikt wanneer u de UPS moet uitschakelen en voor reparatie moet meenemen.
De STS in de UPS is nodig voor een veilige overdracht naar de bypass-ingang. Kortom, de STS bewaakt de input- en outputnetwerkparameters, wacht tot ze overeenkomen en schakelt onder veilige omstandigheden.
AVR in een rek
Er zijn dus twee stroomingangen op het rack aangesloten. Als uw apparatuur twee voedingen heeft, kunt u deze eenvoudig op verschillende PDU's aansluiten en bent u niet bang voor het wegvallen van één ingang. Wat als uw server één voeding heeft?
In het rack wordt ATS gebruikt, zodat de winst uit twee inputs niet verloren gaat. Als er problemen zijn met een van de ingangen, schakelt de ATS de belasting naar een andere ingang.
Disclaimer: Vermijd indien mogelijk apparatuur met een enkele voeding om te voorkomen dat er een storingspunt in het systeem ontstaat. Vervolgens laten we zien wat de nadelen van dit verbindingsschema zijn.
De taak van de ATS in het rack is om de apparatuur zo snel naar de werkingang te schakelen dat er geen onderbreking in de werking ervan optreedt. De daarvoor benodigde snelheid is proefondervindelijk gevonden: maximaal 20 ms. Laten we eens kijken hoe dit werd ontdekt.
Storingen in de werking van serverapparatuur treden op als gevolg van spanningsdalingen (door werkzaamheden aan onderstations, aansluiting van krachtige belastingen of ongelukken). Om te illustreren hoe apparatuur verschillende amplitudes en duur van spanningspieken kan weerstaan, zijn CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association) veiligheidscurven voor elektrische apparatuur ontwikkeld. Nu staan ze bekend als ITIC-curven (Information Technology Industry Council), hun varianten zijn opgenomen in de IEEE 446 ANSI-normen (dit is een analoog van onze GOST's).
Laten we het schema bekijken. Het is onze taak ervoor te zorgen dat apparaten in de “groene zone” werken. Op de ITIC-curve zien we dat de apparatuur klaar is om een dip van maximaal 20 ms te ‘tolereren’. Daarom streven we ernaar dat de ATS in het rack in 20 ms werkt, of beter nog, zelfs sneller.
Bron: .
ATS-apparaat. Een typische ATS in ons datacenterrack neemt 1 unit in beslag en is bestand tegen een belasting van 16 A.
Op het display zien we vanaf welke ingang de ATS wordt gevoed, hoeveel de aangesloten apparaten in ampère verbruiken. Met een aparte knop kunt u selecteren of u voorrang wilt geven aan de eerste of tweede ingang. Aan de rechterkant zijn poorten voor aansluiting op de ATS:
- Ethernet-poort — sluit monitoring aan;
- Seriële poort - log in via laptop en kijk wat er gebeurt in de logs;
- USB - plaats een flashstation en update de firmware.
De poorten zijn uitwisselbaar: u kunt al deze bewerkingen uitvoeren als u toegang heeft tot ten minste één ervan.
Aan de achterkant bevinden zich stekkers voor het aansluiten van de hoofd- en backup-ingangen en een stopcontactgroep voor het aansluiten van IT-apparatuur.
Via de webinterface bekijken we de gedetailleerde kenmerken van de AVR. Daar kun je de schakelgevoeligheid aanpassen en de logs inzien.
AVR-webinterface.
Installatie en aansluiting van ATS. Het is beter om de AVR in de hoogte in het midden van het rack te installeren. Als we de configuratie van het rack niet vooraf weten, dan is apparatuur met één voeding te bereiken met draden van zowel de onderkant als de bovenkant.
Maar dan zijn er nuances: de diepte van een standaard rack is veel groter dan de diepte van de AVR. Om twee redenen adviseren wij de installatie zo dicht mogelijk bij het koude gangpad te installeren:
- Toegang tot het voorpaneel. Als we de ATS dichter bij het warme gangpad installeren, zien we de indicatie, maar kunnen we er geen verbinding mee maken via de poorten. Dit betekent dat we de logboeken niet kunnen bekijken of het apparaat opnieuw kunnen opstarten.
Ergens in de diepte knippert de AVR - de haven is niet langer bereikbaar. - Koeling. Het wordt aanbevolen om AVR te gebruiken bij temperaturen die de 45°C niet overschrijden. Het heeft echter geen eigen ventilatoren voor koeling; het is gewoon een metalen apparaat met elektronische vulling. Handhaaf de gewenste temperatuur op twee manieren:
- luchtstromen die er van buitenaf op blazen;
- bevestigingsmiddelen die overtollige warmte afvoeren.
Als we de ATS aan de zijkant van het hete gangpad installeren en er bovendien een taart met servers op plaatsen, dan krijgen we een kachel. In het beste geval zal de AVR zijn hersens verbranden en het contact met de buitenwereld verliezen, in het ergste geval zal hij willekeurig van belasting gaan wisselen of deze verlaten.
De AVR stoomt met zijn gezicht naar de hete gang.
Er was een geval. Een ingenieur hoorde op zijn ronde ongebruikelijke klikken.
In de diepten van de hete gang, onder een stapel servers, werd een ATS ontdekt die voortdurend overschakelde van de hoofdingang naar de back-upingang.De AVR is vervangen. Uit de logboeken bleek dat hij een hele week lang elke seconde schakelde: in totaal ruim een half miljoen schakelaars. Zo is het
Welke andere AVR's zijn beschikbaar in een rack?
Inleidende rack-ATS. In ons datacenter fungeert zo’n ATS als enige bron van stroomverdeling in het rack: hij werkt als ATS+PDU. Beslaat meerdere eenheden, is bestand tegen een belasting van 32 A, is verbonden met industriële connectoren en kan tot 6 kW aan apparatuur voeden. Het kan worden gebruikt wanneer het niet mogelijk is om standaard PDU's te monteren en apparatuur uit één stuk in een rek geen kritische belasting kan leveren.
Rek STS. In een rek gemonteerde STS wordt gebruikt voor overspanningsgevoelige apparatuur. Deze ATS schakelt sneller dan de ATS.
Deze specifieke STS neemt 6 eenheden in beslag en heeft een enigszins "vintage" interface.
Mini-AVR. Er zijn zulke baby's, maar in ons datacenter is dit niet het geval. Dit is een mini-ATS voor één server.
Deze ATS wordt rechtstreeks op de voeding van de server aangesloten.
Hoe wij zoeken naar de ideale AVR
We testen veel verschillende ATS's en controleren hoe ze zich gedragen bij hoge temperaturen.
Hier ziet u hoe we de AVR bespotten om deze te controleren:
- we verbinden er een netwerkkwaliteitsrecorder, een server en nog een aantal apparaten voor de belasting op;
- we isoleren het rack met pluggen of folie om hoge temperaturen te bereiken;
- verwarmen tot 50°C;
- schakel afwisselend de ingangen 20 keer uit;
- we kijken of er stroomstoringen zijn geweest en hoe de server zich voelt;
- Als de AVR de test doorstaat, verwarm hem dan tot 70°C.
Foto met een warmtebeeldcamera uit een van de tests.
De netwerkanalysator registreert de spanning in de loop van de tijd. Op de opname zien we hoe lang het schakelen duurde: op dit moment werd de sinusgolf onderbroken
We nemen de AVR trouwens even mee voor een test: we controleren je toestel op sterkte en vertellen je wat er is gebeurd 😉
AVR in een rack: een verborgen bedreiging
Het grootste probleem met een in een rek gemonteerde ATS is dat deze alleen de belasting van de hoofdingang naar de back-upingang kan schakelen, maar geen bescherming biedt tegen kortsluiting of overbelasting. Mocht er kortsluiting optreden op de voeding, dan zal ter bescherming de stroomonderbreker op een hoger niveau in werking treden: op de PDU of in de verdeelkast. Hierdoor wordt één ingang uitgeschakeld, de ATS begrijpt dit en schakelt over naar de tweede ingang. Als de kortsluiting nog steeds aanhoudt, wordt de tweede ingangsstroomonderbreker geactiveerd. Als gevolg hiervan kan een probleem met één apparaat ervoor zorgen dat het hele rack stroom verliest.
Dus ik herhaal nogmaals: denk duizend keer na voordat je de ATS in een rack installeert en apparatuur met één voeding gebruikt.
Bron: www.habr.com
