AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

I det förra inlĂ€gget om PDU diskuterade vi att vissa skĂ„p Ă€r utrustade med AVR – automatisk Ă„terkoppling. Men i verkligheten installeras AVR inte bara i skĂ„p, utan ocksĂ„ lĂ€ngs hela vĂ€gen för elektricitet. I olika delar löser de olika uppgifter:

  • i huvudfördelningsskĂ„p (HFS) byter AVR belastningen mellan matning frĂ„n staden och reservkraft frĂ„n dieselgeneratorer (DG); 
  • i avbrottsfri kraftförsörjning (UPS) byter AVR belastningen frĂ„n huvudmatningen till bypass (mer om detta nedan); 
  • i skĂ„pen byter AVR belastningen frĂ„n en ingĂ„ng till en annan vid problem med en av ingĂ„ngarna. 

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
AVR i den standardiserade energiförsörjningsschemat för datacenter frÄn DataLine.

Idag ska vi diskutera vilka AVR som anvÀnds och var. 

Det finns tvÄ huvudtyper av AVR: ATS (automatic transfer switch) och STS (static transfer switch). De skiljer sig Ät i sina arbetsprinciper och komponenter och anvÀnds för olika uppgifter. Kort sagt, STS Àr en "smartare" version av ATS. Den vÀxlar belastningen snabbare och anvÀnds oftare för högre belastningar/strömmar. Den Àr mer flexibel i sina instÀllningar, men kan vara "krÀsen" med nÀtverket: den kan vÀgra att fungera om tvÄ ingÄngar fÄr ström frÄn olika kÀllor, till exempel: frÄn en transformator och DG.  

AVR i HFS

 
Den huvudsakliga AVR i datacentret sÄg för tjugo Är sedan ut som ett komplext system av kontaktorer och relÀer.

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
AVR-modellen frÄn början av 2000-talet.

Idag Àr AVR en kompakt multifunktionell enhet.

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

AVR-systemet i HFS styr matningsautomater och ger kommandon för att starta och stoppa DG. Vid belastningar över 2 MW Ă€r det inte Ă€ndamĂ„lsenligt att jaga efter hastighet. Även om det vĂ€xlar snabbt tar det tid för DG att starta. I detta system anvĂ€nds mer "lĂ„ngsamma" ATS och fördröjningar (instĂ€llningar) stĂ€lls in. Det fungerar sĂ„ hĂ€r: nĂ€r strömmen till datacentret frĂ„n transformatorerna försvinner, beordrar AVR enheterna: "Transformator, stĂ€ng av. Nu vĂ€ntar vi i 10 sekunder (instĂ€llning), DG, starta, vĂ€nta ytterligare 10 sekunder." 

AVR i UPS  

LĂ„t oss titta pĂ„ hur den andra typen av AVR — STS eller static transfer switch — fungerar genom exemplet med UPS.

I UPS omvandlas vÀxelström till likström i likriktaren. Sedan omvandlas den pÄ inverteraren tillbaka till vÀxelström, men med stabila parametrar. Detta eliminerar störningar och förbÀttrar energikvaliteten. Vid bortkoppling av huvudströmkÀllan UPS vÀxlar till batterier och försörjer datacentret medan generatorn sÀtts i drift. 

Men vad hÀnder om nÄgon av komponenterna gÄr sönder: likriktaren, vÀxlaren eller batterierna? För detta ÀndamÄl har varje UPS en bypass-mekanism. Med den fortsÀtter enheten att fungera sÄ att den omgÄr de huvudsakliga elementen, direkt frÄn ingÄngsspÀnningen. Bypass anvÀnds ocksÄ nÀr UPS:en behöver stÀngas av för reparation. 

STS i UPS:en behövs för att sÀkert vÀxla till bypass-ingÄngen. Kort sagt, STS övervakar nÀtverksparametrarna vid ingÄng och utgÄng, vÀntar tills de matchar och vÀxlar under sÀkra förhÄllanden. 

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

AVR i skÄpet 

SÄ, tvÄ elmatningsingÄngar har kopplats till skÄpet. Om din utrustning har tvÄ strömförsörjningar kan du enkelt koppla den till olika PDU:er, och att den ena ingÄngen gÄr förlorad Àr inget att vara rÀdd för. Men vad om din server har en enda strömförsörjning? 
I skÄpet anvÀnds AVR för att sÀkerstÀlla att vinsten frÄn de tvÄ ingÄngarna inte gÄr förlorad. Vid problem med en av ingÄngarna vÀxlar AVR belastningen till den andra ingÄngen.

Disclaimer: Om möjligt, undvik utrustning med en enda strömförsörjning för att inte skapa en potentiell felpunkt i systemet. Nedan visar vi vilka nackdelar en sÄdan kopplingsscheman har. 

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

Uppgiften för AVR i skÄpet Àr att vÀxla utrustningen till den aktiva ingÄngen sÄ snabbt att det inte uppstÄr nÄgot avbrott i driften. Den hastighet som krÀvs har faststÀllts genom prövning: högst 20 ms. LÄt oss se hur detta upptÀcktes.

Störningar i serverutrustning intrÀffar pÄ grund av spÀnningsfall (pÄ grund av arbeten vid transformatorstationer, koppling av kraftfulla belastningar eller olyckor). För att illustrera hur utrustningen klarar olika amplituder och varaktigheter av spÀnningsvariationer utvecklades CBEMA-kurvorna (Computer and Business Equipment Manufacturers Association). Nu Àr de kÀnda som ITIC-kurvor (Information Technology Industry Council), och deras varianter ingÄr i standarderna IEEE 446 ANSI (detta motsvarar vÄra GOST-standarder).

LÄt oss kolla grafen. VÄrt mÄl Àr att se till att enheterna fungerar i den "gröna zonen". PÄ ITIC-kurvan ser vi att utrustningen klarar av ett fall i högst 20 ms. DÀrför siktar vi pÄ att AVR i skÄpet arbetar inom 20 ms, Ànnu snabbare om möjligt.   

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
KĂ€lla: meandr.ru.

AVR-enhetTypisk AVR (ATS) i vÄrt datacenter tar upp 1 enhet och klarar av en belastning pÄ 16 A. 

PÄ displayen ser vi frÄn vilken ingÄng AVR fÄr ström och hur mycket de anslutna enheterna förbrukar i ampere. Med en separat knapp vÀljer vi att ge prioritet till den första eller andra ingÄngen. Till höger finns portarna för anslutning till AVR: 

  • Ethernet-port — för att ansluta övervakning;
  • Seriell port — för att ansluta via laptop och titta i loggarna vad som hĂ€nder; 
  • USB — sĂ€tt in ett USB-minne och uppdatera firmware. 

Portarna Àr utbytbara: alla dessa operationer kan utföras om vi har tillgÄng till minst en av dem. 

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

PÄ baksidan finns stickkontakterna för anslutning av huvud- och reservingÄngar samt ett uttagsomrÄde för anslutning av IT-utrustning.

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

Vi ser detaljerade specifikationer för AVR genom webgrÀnssnittet. DÀr kan kÀnsligheten för omkoppling stÀllas in och loggar kan ses. 

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
WebgrÀnssnitt för AVR.

Installation och anslutning av AVR. Det Àr bÀst att installera AVR pÄ mitten av rackhöjden. Om vi inte vet rackkonfigurationen i förvÀg kan utrustningen med en strömförsörjning nÄ bÄde den nedre och den övre delen med kablar.  

Men hÀr finns det nyanser: djupet pÄ ett standardrack Àr mycket större Àn djupet pÄ AVR. Vi rekommenderar att installera det sÄ nÀra det kalla korridoren som möjligt av tvÄ skÀl:

  1. TillgÄng till framsidan. Om vi installerar AVR nÀrmare det varma korridoren ser vi indikatorerna, men kan inte koppla upp oss till det via portarna. Det betyder att vi inte kan se loggar eller starta om enheten.

    AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

    AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
    DĂ€r inne blinkar AVR — det gĂ„r inte lĂ€ngre att nĂ„ porten.

  2. Kylning. AVR rekommenderas att anvÀndas vid en temperatur som inte överstiger 45 °C. Den har inga egna flÀktar för kylning, det Àr helt enkelt en metallisk enhet med elektronisk utrustning. Den hÄller rÀtt temperatur pÄ tvÄ sÀtt: 

  • luftflöden som blĂ„ser pĂ„ den frĂ„n utsidan; 
  • fĂ€sten som avleder överflödig vĂ€rme.

Om AVR installeras pÄ sidan av det varma korridoren och dessutom trycks in bland servrarna fÄr vi en ugn. I bÀsta fall brinner hjÀrnorna i AVR och den tappar kontakten med omvÀrlden, i vÀrsta fall börjar den vÀxla lasten pÄ ett kaotiskt sÀtt eller slÀpper den.

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
AVR utsÀtts för vÀrmen frÄn det varma korridoren.

Det har hÀnt. En ingenjör hörde ovanliga klickljud under inspektionen.
I det heta korridoren under en hög med servrar upptÀcktes en AVR som stÀndigt vÀxlade mellan huvudingÄngen och reservingÄngen. 

AVRen har bytts ut. Loggarna visade att den vĂ€xlade varje sekund i en hel vecka — totalt mer Ă€n en halv miljon vĂ€xlingar. SĂ„ hĂ€r Ă€r det var

Vilka andra AVR finns i skÄpet?

IngÄngs-ATS för skÄpet. I vÄrt datacenter fungerar denna AVR som den enda kÀllan för kraftdistribution i skÄpet: den fungerar som AVR+PDU. Den tar upp flera enheter, klarar en belastning pÄ 32 A, ansluts med industriella kontakter och kan driva upp till 6 kW utrustning. Den kan anvÀndas nÀr det inte Àr möjligt att installera standard-PDU, och nÀr rackmonterad utrustning inte hanterar kritiska laster. 

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret

Rackmonterad STS. STS i skÄpet anvÀnds för utrustning som Àr kÀnslig för spÀnningssvÀngningar. Den hÀr AVR vÀxlar snabbare Àn ATS. 
 
AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
Denna specifika STS tar 6 enheter och har ett nÄgot "vintage" grÀnssnitt.

Mini-AVR. Det finns sÄdana smÄ, men vi har inte sÄdana i vÄrt datacenter. Detta Àr en mini-AVR för en server. 

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
Denna AVR ansluts direkt till serverns nÀtaggregat.

Hur vi letar efter den perfekta AVR

Vi testar mÄnga olika AVR och kontrollerar hur de fungerar i hög temperatur.

SÄ hÀr testar vi AVR för att kontrollera det: 

  • vi kopplar en nĂ€tverkskvalitetsregistrator, en server och flera andra enheter för belastning;
  • vi isolerar skĂ„pet med pluggar eller film för att uppnĂ„ hög temperatur;
  • vi vĂ€rmer upp till 50°C;
  • vi kopplar bort ingĂ„ngarna 20 gĂ„nger i tur och ordning;
  • vi kollar om det har funnits strömavbrott, hur servern mĂ„r;
  • om AVR klarar testet — vĂ€rmer vi upp till 70°C.

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
Bild med vÀrmekamera frÄn ett av proven.

AVR och allt, allt, allt: automatisk reservingÄng i datacentret
NÀtverksanalysator registrerar spÀnningen över tid. I inspelningen ser vi hur lÀnge vÀxlingen varade: vid det tillfÀllet avbröts sinuskurvan.

Förresten, vi tar en AVR pĂ„ test: vi kommer att kontrollera din enhet för hĂ„llbarhet och berĂ€tta vad som hĂ€nde 😉 

AVR i skÄpet: en dold fara

Det största problemet med AVR i skÄpet Àr att den endast kan vÀxla belastningen frÄn huvudingÄngen till reservingÄngen, men den skyddar inte mot kortslutning eller överbelastning. Om det uppstÄr en kortslutning i strömförsörjningen kommer en överströmsbrytare pÄ en högre nivÄ att lösa ut: pÄ PDU eller i distributionsskÄpet. Som ett resultat stÀngs en ingÄng av, vilket AVR registrerar och vÀxlar till den andra ingÄngen. Om kortslutningen kvarstÄr kommer andra ingÄngens överströmsbrytare att lösa ut. I slutÀndan kan hela skÄpet bli utan ström pÄ grund av ett problem med en enda utrustning.

SÄ jag upprepar: tÀnk tusen gÄnger innan du installerar AVR i skÄpet och anvÀnder utrustning med en enda strömförsörjning.

KĂ€lla: habr.com

Köp pĂ„litlig webbhotell med DDoS-skydd, VPS VDS-servrar đŸ”„ Köp pĂ„litlig webbhotell med DDoS-skydd, VPS VDS-servrar | ProHoster