V predchádzajúcom príspevku o sme hovorili, že v niektorých rackoch je nainštalovaný AVR – automatický prenos rezervy. Ale naozaj, v datacentri sa AVR inštaluje nielen v racku, ale na celej ceste elektriny. Na rôznych miestach plnia rôzne úlohy:
- v hlavných rozvodných skrinkách (GRŠ) AVR prepína zaťaženie medzi prívodom zo siete a rezervným napájaním z nafty-generátorových jednotiek (DGUs);
- v zdrojoch nepřerušovaného napájenia (UPS) AVR prepína zaťaženie z hlavného prívodu na obchádzku (o tom neskôr);
- v rackoch AVR prepína zaťaženie z jedného prívodu na druhý v prípade problémov s jedným z prívodov.
AVR v štandardnom schémate napájania dátových centier DataLine.
O tom, aké AVR a kde sa používajú, sa dnes budeme baviť.
Hlavné typy AVR sú dva: ATS (automatický prepínač) a STS (statický prepínač). Rozlišujú sa podľa princípov činnosti a prvkovej základne a používajú sa na rôzne úlohy. Stručne povedané, STS je „inteligentnejší“ ATS. Rýchlejšie prepína zaťaženie a častejšie sa používa pre vyššie zaťaženia/prúdy. Je flexibilnejší na nastavovanie, ale „má svoje rozmaru“ na sieti: môže sa odmietnuť pracovať, ak sú 2 prívody napájané z rôznych zdrojov, napríklad: z transformátora a DGU.
AVR v GRŠ
Hlavný AVR dátového centra pred dvadsiatimi rokmi vyzeral ako zložitý systém kontaktov a relé.
AVR z prelomu 2000-tych rokov.
Teraz je AVR kompaktné multifunkčné zariadenie.
Systém AVR v GRŠ riadi prívodné automaty a dáva povely na spustenie a zastavenie DGU. Pri zaťažení nad 2 MW na úrovni GRŠ nie je rozumné súťažiť o rýchlosť. Aj keď sa prepne rýchlo, ešte chvíľu potrvá, kým sa DGU spustí. V tomto systéme sa používajú „pomalšie“ ATS a nastavujú sa oneskorenia (nastavenia). Funguje to takto: keď prívod do dátového centra z transformátorov prestane, AVR príkazuje zariadeniam: „Transformátor, vypni sa. Teraz čakáme 10 sekúnd (nastavenie), DGU, zapni sa, čakáme ešte 10 sekúnd.“
AVR v UPS
Na príklade UPS si ukážeme, ako funguje druhý typ AVR – STS alebo statický prepínač.
V UPS sa striedavý prúd najprv mení na jednosmerný v usmerňovači. Potom sa na invertore opäť mení na striedavý prúd, avšak so stabilnými parametrami. To eliminuje rušenie a zvyšuje kvalitu energie. Pri výpadku hlavného zdroja napájania na batérie a napája dátové centrum, kým sa zapne dieselový generátor.
Ale čo robiť, ak zlyhá niektorý z prvkov: usmerňovač, invertor alebo batérie? Na tento prípad má každý UPS mechanizmus obchádzania, teda bypass. S ním zariadenie pokračuje v prevádzke obchádzaním hlavných prvkov priamo z vstupného napätia. Bypass sa tiež používa, keď je potrebné vypnúť UPS a odoslať ho na opravu.
STS v UPS je potrebné na bezpečné prechádzanie na bypassový vstup. Aby sme to zjednodušili, STS kontroluje parametre siete na vstupe a výstupe, čaká, kým sa zhodujú, a prepnú sa za bezpečných podmienok.
AVR v skrini
Takže do skrine sú privedené dva zdroje napájania. Ak má vaše zariadenie dva zdroje napájania, môžete ho bez obáv pripojiť k rôznym PDU, a výpadok jedného vstupu vás nemusí znepokojovať. A ak má váš server len jeden zdroj napájania?
V skrini sa AVR využíva na to, aby zisk z dvoch vstupov nebol zbytočný. Pri problémoch s jedným zo vstupov AVR prehlasuje zaťaženie na druhý vstup.
Upozornenie: Ak môžete, vyhýbajte sa zariadeniam s jedným zdrojom napájania, aby ste nevytvorili bod zlyhania v systéme. Potom ukážeme, aké nevýhody má takáto schéma zapojenia.
Úlohou AVR v skrini je prepnúť zariadenie na pracovný vstup tak rýchlo, aby nedošlo k prerušeniu jeho prevádzky. Potrebnú rýchlosť objavili empiricky: nie viac ako 20 ms. Pozrime sa, ako to zistili.
Poruchy v prevádzke serverového zariadenia sa vyskytujú v dôsledku poklesov napätia (v dôsledku prác na transformátorových staniciach, pripojenia veľkých zaťažení alebo havárií). Na ilustráciu, ako zariadenie odoláva rôznym amplitúdám a dĺžkam poklesov napätia, boli vyvinuté krivky bezpečnej prevádzky elektrického zariadenia CBEMA (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). Teraz sú známe ako krivky ITIC (Information Technology Industry Council), ich varianty sú zahrnuté v normách IEEE 446 ANSI (to je ekvivalent našich GOST).
Skontrolujeme plán. Našou úlohou je zabezpečiť, aby zariadenia fungovali v „zelených zónach“. Na krivke ITIC vidíme, že vybavenie je pripravené „zniesť“ zlyhanie maximálne 20 ms. Preto sa orientujeme na to, aby AVR vo стојке reagoval do 20 ms, a ešte lepšie — rýchlejšie.
Zdroj: .
Zariadenie AVR. Štandardný AVR (ATS) v našom dátovom centre zaberá 1 jednotku a zvláda zaťaženie 16 A.
Na displeji vidíme, od ktorého vstupu je AVR napájaný a koľko spotrebúvajú pripojené zariadenia v ampéroch. Samostatným tlačidlom vyberáme, či dáme prednosť prvému alebo druhému vstupu. Na pravej strane sú porty na pripojenie k AVR:
- Ethernet port — pripojenie na monitorovanie;
- Sériový port — prístup cez notebook a kontrola záznamov, čo sa deje;
- USB — vložiť flash disk a aktualizovať firmvér.
Porty sú zameniteľné: všetky tieto operácie môžeme vykonať, ak máme prístup aspoň k jednému z nich.
Na zadnej strane sú konektory na pripojenie hlavného a záložného vstupu a zásuvková skupina na pripojenie IT vybavenia.
Podrobné špecifikácie AVR si pozrieme cez webové rozhranie. Tam nastavujeme citlivosť prepínania a sú viditeľné záznamy.
Webové rozhranie AVR.
Inštalácia a pripojenie AVR. Pri inštalácii AVR sa odporúča umiestniť ho do stredu стойки. Ak vopred nevieme výbavu стойки, zariadenie s jedným zdrojom napájania dokáže dosiahnuť káble aj z dolnej, aj z hornej časti.
Ale existujú aj nuansy: hĺbka štandardnej стойки je omnoho väčšia ako hĺbka AVR. Odporúčame umiestniť ho čo najbližšie k chladnému koridoru z dvoch dôvodov:
- Prístup k prednej panela. Ak umiestnime AVR bližšie k teplému koridoru, uvidíme indikáciu, ale nebudeme sa môcť pripojiť cez porty. To znamená, že nebudeme môcť skontrolovať záznamy alebo reštartovať zariadenie.
Kdesi tam, v hlbokých častiach, bliká AVR — k portu sa už nedá dosiahnuť. - Chladenie. AVR sa odporúča používať pri teplote nie viac ako 45 °C. Nemá vlastné ventilátory na chladenie, je to len kovové zariadenie s elektronickým vnútrom. Udržujú požadovanú teplotu dvoma spôsobmi:
- prúdením vzduchu z vonkajších zdrojov;
- upevneniami, ktoré odvádzajú prebytočné teplo.
Ak nainštalujete AVR na strane horúceho koridoru a navyše ho zaistíte koláčom zo serverov, dostaneme pec. V najlepšom prípade AVR zhorí a stratí spojenie s vonkajším svetom, v najhoršom prípade začne chaoticky prepínať zaťaženie alebo ho jednoducho odpojí.
AVR sa nachádza tvárou k horúcemu koridoru.
Bol jeden prípad. Inžinier pri prehliadke počul neobvyklé cvakanie.
V hĺbkach horúceho koridoru pod hromadou serverov bol objavený AVR, ktorý sa neustále prepínal z hlavného prívodu na rezervný.AVR bol vymenený. Logy ukázali, že celú jednu týždeň sa prepínal každú sekundu — celkovo viac ako pol milióna prepnutí. Takto to
Aké ďalšie AVR sa v skrini používajú
Vstupný ATS pre skriňu. V našom DC taký AVR funguje ako jediný zdroj distribúcie napájania v skrini: pracuje ako AVR+PDU. Zaberá niekoľko jednotiek, udrží zaťaženie 32 A, pripája sa priemyselnými konektormi a môže napájať až 6 kW zariadenia. Je možné ho použiť, keď nie je možnosť namontovať štandardné PDU a jednopanelové zariadenia v skrini nezvládajú kritické zaťaženia.
Stojanový STS. STS v skrini sa používa pre zariadenia citlivé na kolísanie napätia. Tento AVR sa prepína rýchlejšie ako ATS.
Tento konkrétny STS zaberá 6 jednotiek a má trochu „vintage“ rozhranie.
Mini-AVR. Existujú aj také maličkosti, ale u nás v DC také nie sú. Je to mini-AVR pre jeden server.
Tento AVR sa pripája priamo do napájacieho zdroja servera.
Ako hľadáme ideálny AVR
Testujeme veľa rôznych AVR a kontrolujeme, ako sa správajú pri vysokých teplotách.
Takto týrame AVR, aby sme to overili:
- pripojíme k nemu registrátor kvality siete, server a niekoľko ďalších zariadení na zaťaženie;
- izolujeme skrinku krytkami alebo fóliou, aby sme dosiahli vysokú teplotu;
- zohrievame na 50 °C;
- po jednom odpojujeme prívody 20-krát;
- sledujeme, či neboli výpadky napájania, ako sa má server;
- ak AVR test prejde — zohrievame na 70 °C.
Foto tepelného obrazu z jedného z testov.
Analyzátor siete zaznamenáva napätie v čase. Na zázname vidíme, ako dlho trvalo prepínanie: v tomto momente sa sínusoida preruša.
Mimochodom, testujeme AVR: otestujeme vaše zariadenie na odolnosť a povieme, čo sa nám podarilo 😉
AVR v stojane: skrytá hrozba
Hlavný problém s AVR v stojane spočíva v tom, že dokáže len prepínať zaťaženie z hlavného na záložný vstup, ale nechránia pred skratom alebo preťažením. Ak dôjde na napájacom bloku k skratovému prúdu, automatický vypínač na vyššej úrovni sa aktivuje: na PDU alebo v rozvodnej skriniach. V dôsledku toho sa jeden vstup vypne, AVR to zistí a prepne sa na druhý vstup. Ak skrat stále pretrváva, automatický vypínač druhého vstupu sa aktivuje. Nakoniec môže v dôsledku problému na jednom zariadení dôjsť k výpadku celého stojana.
Tak ešte raz opakujem: dvakrát si rozmyslite, skôr než nainštalujete AVR do stojana a použijete zariadenie s jedným napájacím blokom.
Zdroj: habr.com
