Monoblokar kontra modulära UPS:er

En kort vägledning för nybörjare om varför modulära UPS:er är bättre och hur det har kommit sig.

Obegränsade strömförsörjningar för datacenter delas upp i två stora grupper baserat på byggnadsarkitektur: monolitiska och modulära. De första tillhör den traditionella typen av UPS, medan de senare är relativt nya och mer avancerade.

Vad skiljer monolitiska och modulära UPS:er åt?

I monolitiska strömförsörjningar tillhandahålls utgångseffekten av en enda kraftmodul. I modulära UPS:er är de viktigaste komponenterna utformade som separata moduler som placeras i standardiserade skåp och arbetar tillsammans. Varje modul är utrustad med en styrprocessor, en laddare, en omvandlare och en likriktare och utgör en komplett kraftdel av UPS:en.

Låt oss förklara med ett enkelt exempel. Om vi tar två strömförsörjningar – en monolitisk och en modulär – med en kapacitet på 40 kVA, så kommer den första att ha en kraftmodul med 40 kVA, medan den andra kan bestå av till exempel fyra kraftmoduler med 10 kVA vardera.

Möjligheter till skalning

Vid användning av monolitiska UPS:er, med ökande behov av elektrisk kraft, måste en annan komplett modul av samma effekt anslutas parallellt till den befintliga. Detta är en ganska komplex process.

Modulära lösningar erbjuder större byggflexibilitet. I detta fall kan en eller flera moduler kopplas till den redan fungerande enheten. Detta är en ganska enkel procedur som kan genomföras på kort tid.

Möjligheter till gradvis ökning av effekt

Gradvis ökning av effekt är viktig i det initiala stadiet av datacenterets drift. Det är helt logiskt att det under de första månaderna kommer att vara lastat till 30–40 %. Det är mer praktiskt och ekonomiskt att använda strömförsörjningar som är dimensionerade just för denna effekt. I takt med att kundbasen växer kommer belastningen på datacentret att öka, liksom behovet av extra elektrisk kraft.

Effekten av UPS:en kan enkelt ökas stegvis tillsammans med den tekniska infrastrukturen. Med användning av monolitiska strömförsörjningar är gradvis ökning av effekt i princip omöjlig. Med modulära UPS:er är detta lätt att genomföra.

Tillförlitlighet av UPS

När det kommer till pålitlighet, kommer vi att använda två begrepp: genomsnittlig tid mellan fel (MTBF) och genomsnittlig återställningstid (MTTR).

MTBF är en sannolikhetsbaserad storhet. Värdet av den genomsnittliga tiden mellan fel baseras på följande postulat: systemets pålitlighet minskar med antalet komponenter.

När det gäller detta parameter har monoblock-UPS en fördel. Orsaken är enkel: i modulära avbrottsfri strömförsörjningar finns det fler konstruktionskomponenter och anslutningar, var och en av dessa betraktas som en potentiell felpunkt. Följaktligen är risken för fel teoretiskt sett högre här.

Men för avbrottsfri strömförsörjning som används i datacenter är det inte själva felet som är viktigt, utan hur länge UPS kommer att förbli ur funktion. Denna parameter avgörs av den genomsnittliga återställningstiden (MTTR).

Här har modulära enheter en fördel. De har en låg MTTR eftersom varje modul snabbt kan bytas ut utan avbrott i strömförsörjningen. För detta krävs att modulen finns i reserv, och demontering och installation kan utföras av en specialist. Faktiskt tar det inte mer än 30 minuter.

Situationerna med monoblock-UPS är betydligt mer komplicerade. Deras reparation kan inte utföras så snabbt. Det kan ta allt från flera timmar till flera dagar.

För att bestämma systemets felmotståndskraft kan en annan parameter användas - tillgänglighet eller användbarhet. Detta värde är högre ju längre den genomsnittliga tiden mellan fel (MTBF) är och ju kortare den genomsnittliga återställningstiden (MTTR) är. Formeln ser ut som följer:

genomsnittlig tillgänglighet (användbarhet) =

När det gäller modulära UPS är situationen sådan: deras MTBF-värde är lägre än monoblockens, men samtidigt har de betydligt lägre MTTR-värden. Som ett resultat är användbarheten hos modulära avbrottsfri strömförsörjningar högre.

Energiförbrukning

Ett monoblokksystem kräver betydligt mer energi eftersom det är överflödigt. Låt oss förklara detta med ett exempel för N+1 redundansschemat. N är den belastning som krävs för att verksamheten i datacentret ska fungera. I vårt fall tar vi detta som 90 kVA. N+1 schemat betyder att det finns 1 reservkomponent i systemet som inte används fram till ett fel.

Vid användning av en monoblokks ovavbruten strömkälla med en effekt på 90 kVA för att implementera N+1 schemat kommer ytterligare en likadan enhet att behövas. Totalt sett kommer överflödet för systemet att bli 90 kVA.

Vid användning av modulära UPS med en kapacitet på 30 kVA ser situationen annorlunda ut. Under samma belastning kommer en ytterligare liknande modul att behövas för att genomföra N+1 schemat. Totalt överflöd för systemet kommer då att bli 30 kVA istället för 90 kVA.

Härav slutsatsen: användning av modulära strömkällor möjliggör minskning av energiförbrukningen i datacentret som helhet.

Ekonomi

Om vi tar två UPS med samma effekt kostar monobloksverken mindre än modulära. Av denna anledning förblir monoblokks-UPS populära. Men en ökning av den utgående effekten kommer att fördubbla systemets kostnad, eftersom en ytterligare liknande enhet måste läggas till. Utöver detta kommer behovet av att installera kopplingspaneler och distributionsskåp samt att dra nya kabelledningar att uppstå.

Vid användning av modulära UPS kan systemets kapacitet ökas gradvis. Det betyder att kostnaden kommer att begränsas till inköp av ett tillräckligt antal moduler för att möta den aktuella behovet av elförsörjning. Utan onödig överkapacitet.

Slutsats

Monoblokks UPS kännetecknas av låg kostnad, lätt inställning och drift. Samtidigt ökar de energikostnaderna i datacentret och är svåra att skala. Dessa system är praktiska och effektiva där små effekter krävs och ingen expansion planeras.

Modulära UPS utmärker sig genom lätt skalbarhet, minimal återställningstid, hög tillförlitlighet och funktionalitet. Dessa system är optimala för att öka datacentrets kapacitet till alla nivåer med minimala kostnader.

Källa: habr.com